Предки, различия и значение хвощей и плаунов (биология, 6 класс)

Отдел Голосеменные: общая характеристика и цикл развития

Разноспоровые растения.

Микроспоры содержатся в микроспорангиях, мегаспоры – в мегаспорангиях или мегасинангиях. Семязачаток – это видоизмененный мегасинангий.

Периферические мегаспорангии стерилизовались и образовали покровы семязачатка – интегументы. Функционирует только центральный мегаспорангий – нуцеллус (или ядро) семязачатка.

Голосеменные – 900 видов, в РБ – 4. Распространены почти повсеместно. Представлены преимущественно деревьями, реже – кустарниками, и очень редко лианами. Травянистых растений среди них нет. Листья у большинства видов видоизмененные – игольчатые. Могут быть мелколистные и крупнолистные. Подавляющее большинство голосеменных – вечнозеленые.

Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые, расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.

В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений – спорофита и гаметофита с господствующим спорофитом. Гаметофиты сильно редуцированны, причем мужские гаметы не имеют антеридиев.

У молодых побегов образуются мужские шишки, на оси которых расположены многослойные чешуйчатые листочки или микроспорофиллы. На их нижней поверхности находятся два микроспорангия – пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых в последствии формируют пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.

На других побегах того же растения образуются женские шишки красного цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит – эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие – пыльцевход.

Пыльца через пыльцевход попадает в семязачаток, где прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся два спермия по пыльцевой трубке попадает к архегониям. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена созревают на второй год, высыпаются из шишки, и переносятся ветром или животными.

Голосеменные используются: строительство, мебель, лекарства, декоративные растения.

Отдел Моховидные

Моховидные – отдел современных споровых растений, включающий в себя классы:

• Листостебельные,
• Печёночные мхи. 

Общие признаки моховидных:

1. наличие покровной, примитивной проводящей и механической тканей;
2. дифференциация тела на стебель и лист;
3. прикрепление к субстрату ризоидами, отсутствие настоящих корней.

Внешнее строение

Внешне мхи представляют собой довольно низкие и тонкие стебельки, похожие на псилофитов. От предков они отличаются только наличием настоящих листьев. 

Экология

Как и другие споровые растения, мхи предпочитают районы с повышенной влажностью, так как в отсутствии жидкой среды невозможно их половое размножение. Обитают в основном в лесах и на болотах, могут вырастать и в парках, садах, в которых почва обильно поливается. 

Размножение и цикл развития

Взрослое фотосинтезирующее (листостебельное) растение мха – гаметофит. Спорофит представлен коробочкой на ножке, которая вырастает на гаметофите. Внутри коробочки созревают споры. 

Гаметофит – половое поколение (продуцирует гаметы).

Спорофит – бесполое поколение (продуцирует споры).

“Спорофит паразитирует на гаметофите” – что это значит? Разве могут две стадии развития одного растения вступать в паразитизм?Поскольку спорофит и гаметофит у мхов находятся на одном растении, про них часто пишут, что спорофит паразитирует на гаметофите. И это на самом деле так: коробочка на ножке не способна к фотосинтезу, все питательные вещества она получает от гаметофита.

Чтобы разобраться в жизненных циклах растений, нам понадобятся понятия “гаплоидный” и “диплоидный”.

Гаплоидный – одинарный набор хромосом (1n).

Диплоидный – двойной (2n). Чтобы подробнее изучить хромосомные наборы, читайте статью «

Рассмотрим последовательность стадий в цикле развития мхов.

Жизненный цикл мха

1. Гаметофит (взрослое растение) продуцирует гаметы.
2. Они сливаются и образуют зиготу.
3. Зигота прорастает в спорофит – коробочку на ножке.
4. В коробочке созревают споры, они выбрасываются в субстрат.
5. Из спор вырастает протонема – молодой гаметофит.
6. Гаметофит растет и становится листостебельным растением.

Как запомнить хромосомные наборы в жизненных циклах растений?В результате мейоза набор хромосом уменьшается вдвое, поэтому спорангии (не только у мхов, а у всех растений) будут диплоидными, а споры – гаплоидными. 2n : 2 = 1n При слиянии гамет набор хромосом будет увеличиваться вдвое. Поэтому во всех жизненных циклах высших растений гаметы гаплоидны, а зигота диплоидна.1n + 1n = 2nКроме слияния и мейоза в циклах развития растений присутствует митоз. Этот тип деления будет везде, где не происходит оплодотворение или мейоз. Митотическое деление не меняет хромосомного набора (из гаплоидной клетки получаются гаплоидные, из диплоидной – диплоидные).

Класс Печёночные мхи

• тело представлено слоевищем;
• ризоиды могут отсутствовать; 
• не имеют органов. 

Представители печёночников: риччия, маршанция, блефаростома, лунулария.

Класс Листостебельные мхи

• имеют органы (лист, стебель); 
• ризоиды.

Группа включает подклассы 

• Белые (сфагновые) 
• и Зелёные мхи.

Подкласс Белые мхи состоит всего из одного семейства, представленного единственным родом сфагнум.

Представители Зелёных мхов: кукушкин лён.

Представители моховидных

Значение мхов

Моховая подстилка – место обитания некоторых животных. Во мхах часто поселяются моллюски, гнездуются некоторые лесные птицы. 

Сфагновые мхи способны впитывать и удерживать большой объем влаги, они участвуют в болотообразовании. В процессе отмирания и прессования нижних частей растений образуется полезное ископаемое – торф. Люди используют его как топливо и удобрение.

Как человек использует плауны и хвощи

Вымерший древовидный хвощ через века преобразовался в каменный уголь. Залежи этого угля в жизни человека служат не только как топливо, но и как ценное химическое сырье. 

Некоторые современные медицинские препараты, способствующие водно-солевому обмену, помогающие при сердечной недостаточности, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, мочегонные, в своём составе содержат полевой хвощ.

Живописцы и столяры нередко используют стебли высушенного хвоща для шлифования поверхности, так как он содержит кремний.

В отличие от хвоща, плаун намного популярнее, он чаще используется в научной и народной медицине, в ветеринарии, в косметологии и пиротехнике. Также он обладает красильным веществом, из его стеблей добывают синюю краску, используемую в текстиле.

Строение и размножение хвощей

В названии растения можно заметить сходство с частью животных — хвостом. Если внимательно присмотреться к хвощовым, то эту аналогию можно увидеть и визуально. Для этих растений характерны следующие признаки:

• листочки небольшого размера;
• побеги, состоящие из отделов;
• разветвленная корневая система;
• все тело хвоща пропитано кремнеземом, что придает ему жесткость.

Стоит подробнее узнать, какое строение имеют хвощи. На стебле чередуются междоузлия и узлы. Ветви и чешуйчатые листья образуются из последних элементов. Из-за отлично развитой корневой системы бороться с этим растением довольно сложно. Однако эта особенность строения помогает ему хорошо переносить лесные пожары.

Хвощ может размножаться двумя способами:

• вегетативным — с помощью клубней и корней;
• спороносным — в этом случае органами размножения являются колоски, в которых созревают споры.

В летний период размножение преимущественно вегетативное. Побеги, появляющиеся в это время, состоят из члеников. Из них прорастают ветви с аналогичным строением. На вершине весенних побегов расположены спороносные колоски, в которых протекает процесс спорофит. Говоря проще, в колосках происходит оплодотворение клеточек, что приводит к образованию спор. Они имеют шарообразную форму и оснащены 4 усиками. Ветер способен разнести споры на большое расстояние от материнского куста. Оказавшись в почве, они прорастают в мужское либо женское растение.

Размножение и развитие хвощей

У растения существует два способа размножения:

1. Вегетативный, где органом служат корни и клубни.

2. Спороносный, где органами размножения выступают спороносные колоски.

Как представитель высших споровых, хвощ обладает сложным жизненным циклом. Растению свойственны непрерывность жизни, как у вегетативного побега, и чередование поколений (бесполого и полового).

Летом преобладает вегетативное размножение, когда побеги растут над земной верхушкой. Летний побег — ассимилирующий, ветвистый, состоит из члеников и узлов, из которых ответвляясь растут такие же расчлененные ветви, размножается под землей. Его корни врастают вглубь земли на расстояние до 1 метра.

Весенний побег — спороносный, не ассимилирующий и не ветвистый, размножается за счет верхушек спороносных колосков. В этих колосках проходит процесс, называемый спорофитом, при котором происходит оплодотворение клетки, и появляется спора. 

Спороносный колосок хвоща

Зеленая шаровидная по форме спора, с четырьмя усиками, прорастает в женские или мужские проростки, из которых появляется взрослый вид хвоща. Ветер – хороший помощник для размножения спороносных побегов.

Характеристика плаунов

Плауновидные принадлежат к особому отделу высших споровых растительных организмов. Они в большом количестве заселяли планету во времена девонского и каменноугольного периодов. Аналогично хвощам, в те времена встречались гигантские древовидные плауны.

Сегодня численность этих растений существенно уменьшилась. Науке известно около 900 видов. Плауны имеют ползучие ветвящиеся стебли, к которым по спирали крепятся листочки различной формы:

• линейные;
• ланцетовидные;
• очередные.

Корневую систему растения составляют корешки, произрастающие от тела. На верхушке стеблей расположены видоизмененные листья — спорангии. Это органы бесполого размножения плаунов. Развитие растения зависит от попадания на него грибного гифа, являющегося источником органических веществ.

Плауны могут размножаться несколькими способами:

• укоренением побегов;
• с помощью выводковых почек;
• спорами;
• клубеньками.

Наиболее распространенным среди них является вегетативный способ. Дело в том, что споры созревают в растении на протяжении 8 лет.

Риниофиты и псилофиты

Псилофиты и риниофиты – самые первые и наиболее примитивные наземные высшие растения.

Риниофиты полностью вымерли в Карбоновом периоде Палеозойской эры. 

Несмотря на примитивное строение, псилофиты уже имели элементарные покровные, механические и проводящие структуры, которые уже можно считать настоящими тканями – клетки разных тканей имели разное происхождение. 

Внешне псилофиты представляли собой тонкие, дихотомически ветвящиеся стебельки.

Риниофиты

Дихотомия – последовательное деление на 2 части. Приставка “ди-” означает “два”.

На концах стебельков в период размножения формировались маленькие простые шаровидные спорангии.

Спорангии – органы бесполого размножения растений, в них созревают споры.

Прикрепление к субстрату у псилофитов осуществлялось с помощью ризоидов, настоящие корни отсутствовали.

Ризоиды – одноклеточные органы прикрепления к субстрату. Это своеобразные аналоги корням, присущие организмам, которые их не имеют.

Почему ризоиды хуже корней?

Главный недостаток ризоидов в том, что они одноклеточные. Если мы внимательно посмотрим на строение корня, то увидим там множество зон, тканей и других структур – корень напоминает мощную водопроводную трубу, по которой питательные вещества поступают в растение. Ризоиды же представлены всего одной клеткой, они очень маленькие, поэтому не могут выполнять функцию всасывания веществ. Они, как зацепки, нужны только для того, чтобы растение не унесло течением или ветром.

Строение корня

Хвощи и их отличительные черты

1. Размер: хвощи являются крупными растениями, достигающими в высоту до 1 метра. В отличие от них, мхи обычно небольшие и компактные.

2. Стебли: хвощи имеют прямостоячие стебли, которые постепенно разветвляются. Мхи же обычно имеют почковатые стебли, которые распостраняются по поверхности земли.

3. Веточки: хвощи выделяются наличием веточек, которые состоят из множества мелких листочков. У мхов веточек обычно нет, а листки собраны в розетки или покрывают поверхность тела растения.

4. Кремниевые кристаллы: хвощи содержат кремниевые кристаллы, благодаря которым их стебли обладают жесткостью. У мхов таких кристаллов нет.

Вместе с тем, хвощи и мхи объединяются некоторыми общими особенностями:

1. Водные растения: как хвощи, так и мхи предпочитают влажные среды обитания, предпочитая российские болота и озёра.

Моховидные

Общая характеристика. Моховидные — это наиболее примитивная группа высших растений с особой линией развития. Подразделяются на два класса (печеночные и листостебельные мхи) и насчитывают около 20 тыс. видов. Широко распространены во всех широтах от тундры до тропиков. Большинство видов — тенелюбивые. Растут на почве, на стволах растений, на скалах и стенах домов. Некоторые виды живут в воде.

Главная отличительная особенность: в жизненном цикле моховидных преобладает гаметофит, а спорофит редуцирован и развивается на гаметофите.

Прогрессивный признак моховидных — наличие дифференцированных тканей: эпидермиса, основной (ассимиляционной паренхимы), проводящего пучка. Механическая ткань отсутствует.

Строение. Моховидные представляют собой небольшие (до нескольких сантиметров), многолетние (редко однолетние) растения. Тело печеночных мхов представлено слоевищем. У листостебельных мхов тело гаметофита состоит из простых или разветвленных стеблей, покрытых мелкими листьями с одной жилкой. Листостебельный побег покрыт эпидермисом, под которым располагается кора; в центре находится проводящий пучок, состоящий из удлиненных мертвых клеток (они проводят воду и минеральные вещества) и окружающих их живых клеток, проводящих органические вещества.

Корни отсутствуют, их роль выполняют вытянутые клетки в нижней части стебля (ризоиды). Настоящих сосудов нет. На гаметофите вместо устьиц имеются поры, лишенные замыкающих клеток.

У сфагновых мхов стебель гаметофита несет мутовки ветвей, густо покрытых листьями. Листья не имеют средней жилки. Клетки в листьях дифференцированы на ассимиляционные (с хлоропластами) и мертвые водосборные клетки с порами в клеточной оболочке. Ризоиды отсутствуют; воду и минеральные вещества эти мхи всасывают стеблем и листьями, являясь мощным сорбентом воды, и выделяют в почву гуминовые кислоты, обладающие бактерицидным действием. Нарастают верхушкой, нижняя часть стебля отмирает, но полностью не сгнивает, образуя торф.

Размножение. В жизненном цикле происходит правильное чередование полового и бесполого поколений. Половое поколение (гаметофит с гаплоидным набором хромосом) представлено зелеными растениями и преобладает над бесполым (спорофитом). На гаметофите образуются органы полового размножения — антеридии и архегонии. В антеридиях созревают подвижные двужгутиковые споры, а в архегониях — по одной неподвижной яйцеклетке. Оплодотворение происходит в капельножидкой среде. После слияния гамет образуется зигота, которая дает начало бесполому поколению — спорофиту. Спорофит развивается на гаметофите и представляет собой коробочку, расположенную на ножке и прикрываемую колпачком (калиптрой). Ножка спорофита в нижней части переходит в стопу, с помощью которой он прикрепляется к телу гаметофита. Бесполое размножение осуществляется спорами. Образование спор на спорофите происходит в спорангиях, расположенных внутри коробочек. Споры гаплоидны. При попадании в благоприятную среду они прорастают с образованием разветвленной нити (протонемы). На ней закладываются почки, из которых прорастают листостебельные побеги мха.

У мхов широко распространено вегетативное размножение: почками, молодыми побегами, листьями, выводковыми телами.

Значение. Мхи одними из первых заселяют бесплодные участки (камни, скалы, пески). При отмирании создают обогащенный органическими веществами субстрат, пригодный для поселения других высших растений. Формируют в лесу покров (ковер), способствующий поддержанию водного баланса почвы и обеспечивающий постепенный переход поверхностного стока воды в подземный, предотвращая эрозию почвы. Сфагновые мхи могут приводить к заболачиванию местности и принимают участие в образовании торфа (используется как удобрение, топливо, сырье).

Плауны и хвощи: общие черты и особенности

Одной из главных общих черт плаунов и хвощей является их строение. Оба растения имеют вегетативные и генеративные органы, которые позволяют им поддерживать жизнедеятельность и размножаться. Ко множеству общих черт относятся также наличие простых, неокрасовых листьев, чешуек и наростов, а также отсутствие настоящих цветков.

Однако существуют и существенные отличия между плаунами и хвощами. Основное отличие заключается в способе роста. Хвощи растут вертикально, образуя стебли с шишками спорангиев на верхушке, а плауны — ползучим образом, снизу покрытыми многочисленными тонкими корнями. Эти различия определяют особенности строения и внешний вид растений.

Еще одна важная особенность плаунов и хвощей связана с размножением. Хвощи размножаются спорами, которые образуются в спорангиях на верхушке стебля. Плауны же могут размножаться как спорами, так и половым путем. У некоторых видов плаунов, например, образуются два типа спорангиев: мужские и женские.

Как и плауны, хвощи часто обитают во влажных местах — сырых лесах, на болотах и берегах водоемов. Однако встречаются и другие виды плаунов, приспособленные к сухим условиям среды обитания.

В итоге, плауны и хвощи представляют собой уникальный класс растений, объединенных не только общими чертами, но и уникальными особенностями. Изучение этих растений позволяет лучше понять разнообразие и эволюцию растительного мира.

Плауны	Хвощи
Рост ползучим образом	Рост вертикальными стеблями
Размножение спорами и половое	Размножение только спорами
Обитают во влажных местах	Обитают во влажных местах
Простые листья и чешуйки	Простые листья и чешуйки

Описание плаунов и их особенности

Одной из особенностей плаунов является их влаголюбивость. Они предпочитают места с высокой влажностью, такие как болота, речные берега или тенистые леса с богатыми почвами. Часто плауны могут образовывать густые заросли, которые способны препятствовать росту других растений, создавая своеобразные экосистемы.

Ключевым отличием плаунов от мхов и хвощей является их стебель. В отличие от мхов, плауны имеют настоящие стебли – прокладки, которые способны расти в высоту и отличаются отгибаемостью. Стебли плаунов также обычно имеют листья, но они достаточно мелкие и тонкие, что делает их менее заметными.

Еще одной особенностью плаунов является их способность к воспроизводству. Они могут размножаться как половым путем, с помощью спор и семян, так и бесполостным путем, с помощью клубней и сегментации стебля. Это делает плауны выносливыми растениями, легко адаптирующимися к различным условиям среды.

Компания плаунов включает в себя несколько родов, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики. Некоторые из наиболее известных родов плаунов включают плаун обыкновенный, плаун междуреченский и плаун Дэнди.

• Плаун обыкновенный (Polypodium vulgare) – это наиболее распространенный вид плаунов. Он имеет гладкие листья и может расти на скалах, в лесах и на горных склонах.
• Плаун междуреченский (Polypodium interjectum) – отличается более крупными и жесткими листьями, которые могут изменять свою форму в зависимости от окружающей среды.
• Плаун Дэнди (Polypodium dandyi) – имеет овальные листья с мелкими зубчиками по краям. Он предпочитает расти на влажных местах, таких как болота и берега рек.

Несмотря на свою неопаздность и незаметность, плауны играют важную роль в природных экосистемах. Вместе с мхами и хвощами они способны создавать уникальные микроклиматические условия, обеспечивая укрытие и питательные вещества для других организмов.

Строение хвощевидных растений

В научной среде это растение с латыни «equisetum» переводится как «лошадиная грива». В русском же названии «хвощ» так же отслеживается образное сравнение с частью животного, а именно с хвостом. Если внимательно присмотреться к хвощовым, то по форме обнаружится это внешнее сходство.

По своему строению, тело хвоща имеет стебель с ярко выраженным его разделением, то есть четким чередованием междоузлий и узлов. Из осевого органа стебля в его узлах образуются чешуйчатые листья и ветви. 

Благодаря пропитанной кремнеземом кожице стенок стебля, увеличивается его ребристость и жесткость. Фотосинтез, преобразуя энергию света в химическую связь всех необходимых веществ в стеблях и ветвях хвоща, делает растение более плотным.

Корневая система с клубнями или с придаточными корнями очень развита, что затрудняет борьбу с данным растением, но позволяет ему переносить лесные пожары.

Значение для человека

Даже древние виды хвощевидных используются сегодня человеком. Вымершие в каменноугольный период древовидные растения превратились в уголь. Этот вид полезных ископаемых не только ценится как топливо, но также является ценным сырьем для химической промышленности.

Применяется хвощ полевой и в медицине — для производства ранозаживляющих, мочегонных и кровоостанавливающих препаратов. Так как ткани этого растения отличаются высокой твердостью из-за наличия в нем кремния, в сухом виде они раньше часто использовались для шлифовки изделий из древесины.

Плаун нашел еще более широкое применение в различных сферах жизнедеятельности человека. Эти растения применяются в традиционной и народной медицине, пиротехнике, косметологии и ветеринарии. Кроме этого, в текстильной промышленности нередко используется краситель синего цвета, полученный из стеблей плауна.

Примеры хвощевидных растений

Данный род вмещает в себя около 32-х видов, известных в Южной Африке, Северной и Южной Америке, Евразии и Арктике: болотный, приречный, древовидный, лесной, камышовый, луговой, большой, пестрый, многощетинковый, ветвистый, зимующий, гигантский, тростниковый, раскидистый, боготский, Мура.

Хвощ Плантариум

Хвощ может достигать невероятных размеров — от нескольких сантиметров до 12 метров в высоту. 

Так, самым высоким из ныне существующих растений является гигантский хвощ, достигающий 12 метров. Растут такие представители в самых благоприятных для себя влажных тропических и субтропических регионах.

Голосеменные

Общая характеристика. Голосеменные — это семенные растения, имеющие незащищенные семяпочки, расположенные открыто на семенной чешуе шишки; семена защищены только семенной кожурой. Голосеменные не имеют настоящих цветков и не образуют плодов. Они являются наиболее древними из семенных растений; произошли от семенных папоротников в начале мезозойской эры (около 350 млн. лет назад). В настоящее время насчитывают около 650 видов.

В жизненном цикле происходит правильное чередование полового и бесполого поколений. Основная жизненная форма — диплом идный спорофит (само растение), гаметофит редуцирован, утратил самостоятельность и живет на спорофите. Мужской гаметофит не имеет антеридиев. Растения опыляются в основном ветром.

Особенности строения. Спорофит голосеменных — это одно-или двудомное растение с хорошо развитыми стеблем (имеющим моноподиальное ветвление) и стержневой корневой системой с выраженными главным и боковыми корнями. Представлен в основном древесными вечнозелеными формами, реже встречаются листопадные деревья (лиственница), имеются кустарники (можжевельник) и лианы (эфедра); травянистых растений нет. Листья игловидные (хвоя) или чешуевидные; располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках. В древесине большинства голосеменных нет настоящих сосудов и древесных волокон; трахеиды выполняют водопроводящую и опорную (механическую) функции.

Важнейшие ароморфозы: появление семени и пыльцевой трубки, что обеспечило опыление и оплодотворение без воды.

Характерные особенности образования семян: оплодотворение — простое (в нем участвует один спермий из двух, имеющихся в пыльцевом зерне), эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения, а семена покрыты только семенной кожурой.

Голосеменные широко распространены во всех частях света; составляют большинство и доминируют в растительном покрове в умеренном климатическом поясе. Подразделяются на четыре класса: Хвойные, Гнетовые, Саговниковые, Гинкговые.

Класс Хвойные — вечнозеленые растения, имеющие видоизмененные игольчатые листья. Листья игловидные, покрыты кутикулой или восковым налетом; устьиц мало, глубоко посажены (это обеспечивает жизнестойкость растений в засушливые и зимние периоды). У хвойных стебель прямостоячий, покрыт корой, содержащей ситовидные клетки, механическую ткань, паренхиму, смоляные ходы, камбий. Древесина на 90-95% состоит из трахеид и не содержит механической ткани. Трахеиды имеют плотные од-ревесневевшие стенки. Сердцевина представлена основной тканью.

Сосна обыкновенная — это однодомное светолюбивое растение, у которого весной формируется раздельнополые мужские и женские шишки (стробилы). Мужские шишки формируются у основания побега, имеют зеленовато-желтый цвет и длину около 5 мм. На осях таких шишек расположены слои мелких чешуек -микроспорофилл. На нижней поверхности каждой из чешуек расположены два микроспорангия (пыльцевых мешка), в которых образуется пыльца (мужской гаметофит). Каждое пыльцевое зерно содержит вегетативную клетку, два спермия и имеет два воздушных мешка, облегчающих перенос пыльцы ветром,

Женские шишки имеют красноватый цвет и содержат крупную, толстую семенную чешую (с двумя семязачатками на поверхности каждой чешуйки) и мелкую прозрачную кроющую чешую. В каждом семязачатке формируется женский гаметофит, который содержит гаплоидный эндосперм (особую питательную ткань) и два архегония с крупной яйцеклеткой в каждом. Семязачаток снаружи покрыт интегументом и имеет пыльцевход (микропиле), через который пыльца втягивается внутрь, где прорастает с формированием пыльцевой трубки. По ней созревшие спер-мии проникают к архегониям. Оплодотворение простое и не требует присутствия воды; в нем участвует только один из спермиев, сливающийся с одной из яйцеклеток, второй спермий погибает. Образовавшаяся зигота делится, из нее формируется зародыш семени, а вся семяпочка превращается в семя.

У сосны обыкновенной семена созревают на второй год, разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают.

Знамение голосеменных: выделяют в атмосферу кислород и фитонциды, являются источником сырья для строительной, деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности, получения скипидара, канифоли, спирта, лекарств; многие используются в декоративных целях (ели, туя, саговниковые); семенами многих хвойных питаются птицы (клесты, синицы, дятлы) и млекопитающие; семена кедровой сосны и пинии используются в пищу человеком.

Виды хвощей

Видовое разнообразие хвощей невелико — около 30 видов.

В лесах на увлажненной поч­ве часто встречается хвощ лесной с сильно разветвленными поника­ющими боковыми веточками.

На песчаных почвах и в оврагах рас­тет хвощ зимующий, на заболочен­ных местах, по берегам рек и озер произрастают хвощ болотный и хвощ приречный.

Хвощ полевой

Типичным представителем является хвощ полевой (рис. 87). Это многолетний сорняк, растущий на полях и пашнях. В почве находится ветвистое корневище с придаточными корнями и почками, из которых каждый год развивают­ся надземные побеги.

При обработке почвы кусочки корне­вища хвоща не погибают, а из каждого вырастает самостоя­тельное растение. Поэтому с этим сорняком очень трудно бороться.

Строение

Хвощи имеют уникальные чле­нистые стебли.

На стыках располо­жены листья. Стебель пропитан кремнезе­мом, который придает ему боль­шую прочность.

В клетках стебля и боковых ве­точек находятся хлоропласты — в них происходит фотосинтез. Об­разовавшиеся органические веще­ства оттекают в корневище и там запасаются. Весной органические вещества используются для роста спороносных побегов и образова­ния новых корневищ.

Размножение

Весной у хвоща полевого от корневища отрастают желтовато-бурые побеги, на верхушках которых расположе­ны спороносные колоски.

В них созревают споры.

В благоприятных условиях споры хвоща, как и папоротника, про­растают в небольшие растеньица, непохожие на листостебельные.

На них формируются органы полового размножения, в которых со­зревают половые клетки. При наличии капельной воды происходит оплодотворение. Из яйцеклетки образуется молодое растение хвоща с корневищем.

После образования спор весен­ние побеги отмирают, а от корне­вища отрастают зеленые летние побеги, похожие на маленькие со­сенки.

Покрытосеменные (цветковые)

Общая характеристика. Покрытосеменные — самый большой отдел растительного мира. Произошли от древней формы голосеменных в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). Насчитывают около 250 тыс. видов. Занимают господствующее положение в растительном мире; произрастают во всех климатических зонах и в самых разных климатических условиях. Наибольшее разнообразие видов — во влажных тропиках.

Покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные фитоценозы.

Особенности строения. Доминирующая жизненная форма -диплоидный спорофит (само растение, включающее корень и побег). Спорофиты разных групп покрытосеменных представлены различными жизненными формами (древесными, кустарниковыми, кустарничковыми, лиановыми, одно- и многолетними травами) и могут очень сильно отличаться друг от друга. Большинство покрытосеменных — многолетние растения, а травы могут быть одно- и двулетними. Органы покрытосеменных делятся на вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок, плод, семя).

В зависимости от строения семян и морфологических особенностей органов отдел делится на два класса: Однодольные (зародыш семени имеет одну семядолю) и Двудольные (зародыш семени имеет две семядоли). Основные различия между одно- и двудольными растениями приведены в таблицах на с. 280-281. При делении классов на семейства, роды и виды учитываются общие признаки растений — строение цветка и плода, тип соцветия, особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов.

Основные ароморфозы: цветок, плод, двойное оплодотворение; симподиальное ветвление, прогрессивное развитие проводящей ткани: ксилема содержит настоящие сосуды — широкие трахеи (а не трахеиды, как у голосеменных), флоэма — ситовидные трубки с клетками-спутницами, а не ситовидные клетки; наличие специализированной механической ткани (волокон), придающей прочность коре и древесине; прогрессивное развитие вегетативных органов; способность образовывать ядовитые вещества, защищающие растения от растительноядных животных (у некоторых групп покрытосеменных).

Семязачатки находятся в полости завязи пестика и защищены его тканями от неблагоприятных условий среды, семена защищены не только семенной кожурой, но и плодом.

Развитие эндосперма одновременно с развитием зародыща (а не до оплодотворения, как у голосеменных) позволяет избежать ненужной траты питательных веществ и энергии в том случае, когда зародыш не образуется.

Гаметофиты более упрощены, чем у голосеменных. Мужской гаметофит покрытосеменных представлен пыльцевым зерном, содержащим вегетативную клетку с диплоидным набором хромосом (2n) и генеративную гаплоидную клетку (1n). У некоторых до опыления путем митоза из генеративной клетки образуется два спермия с гаплоидным набором хромосом. Женский гаметофит представлен зародышевым мешком, содержащим две клетки -синергиды, три клетки-антиподы, яйцеклетку с гаплоидным набором хромосом (1n) и диплоидную центральную клетку (2n).

Размножение. Пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика (а не сразу в пыльцевход семязачатка), предназначенного именно для улавливания пыльцы; в пыльцевход семязачатка проникает пыльцевая трубка, образующаяся в пыльцевом зерне. Оплодотворение двойное: в нем участвуют два спермия: один сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается зародыш, другой спермий сливается с диплоидной центральной клеткой женского гаметофита, образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает эндосперм, содержащий запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, завязь пестика формирует плод. Наличие и уникальность плода обеспечивают распространение покрытосеменных птицами, млекопитающими, насекомыми, ветром, водой и т.д.

Для покрытосеменных также характерно вегетативное размножение (с помощью вегетативных органов).

Значение покрытосеменных: поддерживают стабильный газовый состав атмосферы; образуют сложные многоярусные фитоценозы; растения и их плоды служат пищей для многих видов животных; покрытосеменные широко используются человеком: обеспечивают человека хлебом (хлебные злаки), используются им в пищу (овощные и плодово-ягодные) и в качестве лечебных средств, являются источником сырья для деревообрабатывающей, целлюлозной, легкой и медицинской промышленности, применяются в декоративных целях и т.д.

растения