Отдел голосеменные. Общая характеристика, классификация. Представители, значение.

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. Роль голосеменных в природе. Голосеменные образуют хвойные и смешанные леса, занимающие огромные площади. Они обогащают воздух кислородом, поэтому их часто называют «легкими планеты». Леса регулируют таяние снега, уровень воды в реках, поглощают шумы, ослабляют силу ветров, закрепляют пески. Лес – место обитания многих видов животных, которые питаются побегами, семенами, шишками хвойных растений. Роль голосеменных в хозяйственной деятельности человека. Древесина голосеменных – ценное сырье для изготовления мебели, шпал для железнодорожных путей, опор мостов, столбов линий электропередач, креплений проходов шахт. Большое количество древесины до сих пор используют в качестве топлива. Длинные волокна древесины ели придают ей особую ценность как сырью для изготовления высококачественных сортов бумаги. Однако интенсивное использование древесины голосеменных в различных отраслях хозяйства вызвало массовую вырубку лесов, наносящую значительный вред нашей планете. Поэтому необходимо заботиться о возобновлении лесных насаждений. Хвоя богата витаминами, особенно витамином С. Ее отвар используют для лечения и профилактики некоторых заболеваний. Сжигая древесину ели, получают активированный уголь, используемый для лечения разнообразных отравлений и очистки кишечника (например, при отравлении грибами). Смолу хвойных растений широко используют в медицине для лечения ран, ожогов. Особую ценность представляет смола пихты, из которой получают особое вещество – камфору. Она улучшает деятельность сердечной мышцы, поэтому ее используют при заболеваниях сердца. Камфора также входит в состав различных обезбаливающих препаратов. Из смолы добывают много ценных для химической промышленности веществ (например, растворитель для масляных красок – скипидар). Эфирные масла (летучие вещества, которые сильно и, как правило, приятно пахнут), полученные из смолы, используют при изготовлении парфюмерных изделий, в кондитерской и медицинской промышленности. Сосны, можжевельники и другие хвойные растения с хорошо развитой корневой системой, проникающей в почву на значительную глубину, высаживают на склонах рек и оврагов для их укрепления и предотвращения размывания. Подсчитано, что на крутых горных склонах с каждого гектара ежегодно вымывается до 5 тыс. м3 почвы, а в густых можжевеловых зарослях почва практически никогда не размывается. Лесополосы из хвойных растений задерживают на полях снег, что улучшает питание растений весной. Хвойные растения непрерывно выделяют в воздух большое количество фитонцидов (от греч. фитон и лат. цедо – убиваю) – веществ, угнетающих деятельность других организмов. Особенно интенсивно это происходит в еловых лесах. Так, по данным ученых, в 1 м3 воздуха хвойного леса содержится не более 500 клеток болезнетворных бактерий, тогда как городского – до 30–40 тыс. Поэтому в хвойных лесах размещают санатории и больницы для людей с заболеваниями дыхательной системы. Семена сосны сибирской, называемые в народе «кедровыми орешками», содержат питательное и вкусное масло. Его используют в пищу, как и сами «кедровые орешки». Большое разнообразие форм кроны голосеменных имеет важное эстетическое значение. Красота и величие хвойных лесов, стройных пирамидальных кипарисов вдохновляет художников, писателей, поэтов на создание художественных полотен, песен, стихов (вспомните, например, произведения Тараса Шевченко, Леси Украинки, народные песни). А какое праздничное настроение создают нам при встрече Нового года ели и сосны! Но даже ради этого не стоит их рубить в лесах или парках. Ведь деревьями, растущими на улицах, в парках, скверах, лесах, вы и ваши родные будете любоваться не только несколько зимних дней, а на протяжении многих лет. Для новогодних праздников сосны и ели выращивают специализированные хозяйства и реализуют их в торговой сети. В городах хвойные и другие вечнозеленые растения чувствуют себя неуютно, так как их листья загрязняются пылью и газами более продолжительный период по сравнению с листопадными видами. Загрязнение окружающей среды особенно вредит сосновым и еловым насаждениям. Сосна обыкновенная отличается повышенной чувствительностью к влиянию радиации. Усиленное радиоактивное загрязнение района Чернобыльской АЭС привело к гибели значительных массивов сосновых лесов. В Украине распространена вечнозеленая туя с мягкими плоскими чешуевидными листьями. В нашу страну она завезена из Северной Америки как декоративное растение. Это дерево достигает в высоту до 20 м. Кроме хвойных, в разных частях планеты распространены несколько десятков видов растений, относящихся к другим классам голосеменных (Саговниковые, Гинкговые). У них широкие листовые пластинки, имеются отличия от хвойных и в строении стебля, шишек. В тропиках и субтропиках растут саговники –древовидные растения от 1 до 20 м высотой. Внешне они напоминают пальмы: на верхушке ствола расположена розетка сложноперистых листьев. Гинкго двулопастное – высокое (до 30 м) листопадное дерево, распространенное в Японии, Корее, Китае и некоторых других странах Востока. Его черешковые листья имеют двулопастную листовую пластинку (отсюда и происходит название вида). Гинкго используют для озеленения городов. Жители стран Востока издавна употребляют жареные семена гинкго в пищу. В народной медицине используют отвар его листьев при заболеваниях сосудов мозга. У сосны долговечной – растения– долгожителя нашей планеты (известны особи в возрасте около 4 900 лет) – каждая хвоинка живет почти полвека (до 45 лет). Полюбоваться этим растением можно в горах Калифорнии. Древесина лиственницы настолько твердая и тяжелая, что тонет во время сплава. Она используется для строительства мостов, крепления шахт, изготовления телеграфных столбов. Во многих странах пол в помещениях настилают некрашеными досками или прочным и красивым паркетом из этого дерева. «Корабельными рощами» называли лиственничные леса в России. Еще во времена Петра I ее древесину использовали для строительства кораблей, что вызвало уничтожение больших площадей лиственничных лесов. Дома известного итальянского города Венеции стоят на сваях из древесины лиственницы, забитых в дно морского залива, и уже 400–500 лет выдерживают действие соленой воды и волн без значительных повреждений. Красивая древесина пихты – прекрасное сырье для изготовления музыкальных инструментов (виолончелей, скрипок, пианино, контрабасов). С этой целью используют древесину с годичными кольцами одинаковой ширины. Кипарис выделяет фитонциды, на 50–60% обеззараживающие воздух от болезнетворных бактерий. В Крым кипарисы были завезены древними греками приблизительно 2 500 лет тому назад, они стали неотъемлемой частью знаменитых крымских здравниц. Шишки и побеги можжевельника содержат много полезных веществ и используются в медицине, ветеринарии, парфюмерной промышленности, при выделке кожи. Препараты из этого растения эффективны в качестве болеутоляющего средства, при лечении заболеваний суставов, кожи.

саговниковые, или цикадопсиды (Cycadopsida). Ныне живущая группа голосеменных растений, геологическая история которой началась еще до позднего карбона, а временем расцвета был юрский период. Происхождение, вероятно, от семенных папоротников. Листья широкие и перистые (у бовении дважды перистые), более или менее папоротниковидные. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли имеют толстую сердцевину, относительно слабо развитую и рыхлую вторичную древесину и толстую кору. Такой тип строения стебля был назван маноксильн ы м (от греч. manos — рыхлый, неплотный и xylon—древесина). Спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачатки с пыльцевой камерой. Сперматозоиды с многочисленными жгутиками. Архегонии развиты.

гнетовые, или гнетопсиды (Gnetopsida). Современные растения. Происхождение, вероятно, от беннеттитовых. Листья цельные. Устьица простогубые (гаплохейльные) у хвойника (Ephedra) и сложногубые (синдетохейльные) у остальных двух родов. Стебли у вельвичии маноксильные, а у хвойника и гнетума пикноксильные (от греч. pyknos — плотный), т. е. кора и сердцевина относительно тонкие, а вторичная древесина относительно сильно развитая и компактная. Характерно наличие сосудов. Спорофиллы собрапы в однополые стробилы. Наличие рудиментарного семязачатка в мужских стробилах вельвичии и некоторые другие данные позволяют предполагать, что однополые стробилы гнетовых произошли из обоеполых стробилов типа беннеттитовых. Семязачатки с рудиментарной пыльцевой камерой. Мужские гаметы лишены жгутиков. Архегонии развиты (хвойник) или отсутствуют. Три порядка (Ephedrales, Welwitschiales и Gnetales), каждый из которых содержит по одному семейству.

гинкговые, или гинкгопсиды (Ginkgoopsida). Класс представлен в настоящее время одним видом (Ginkgo biloba), но в мезозойскую эру, особенно перед концом юрского периода, процветал. Геологическая история восходит к позднему палеозою. Происхождение, вероятно, общее со следующим классом пинопсид от семенных папоротников. Листья от дихотомически разветвленных до двулопастных или цельных; жилкование дихотомическое. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли пикноксильные. Очень редуцированные спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачаток с пыльцевой камерой. Сперматозоиды с многочисленными жгутиками. В классе один порядок (Ginkgoales), который в современной флоре представлен одним монотипным семейством (Ginkgoaceae).

хвойные, или пинопсиды (Pinopsida). Наиболее многочисленная группа среди современных голосеменных, геологическая история которой восходит к раннему карбону. Листья у современных форм цельные, с одной жилкой или со слабо развитым дихотомическим жилкованием, но среди вымерших форм известны вильчатые листья. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли пикноксильные. Редуцированные спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачаток с пыльцевой камерой (вымерший подкласс кордаитиды — Cordaitidae) или пыльцевая камера редуцирована и представлена углублением на верхушке мегаспорангия (подкласс собственно хвойные, или пиниды — Pinidae). Мужские гаметы лишены жгутиков. Делится на два подкласса — вымерший подкласс кордаитиды (Cordaitidae) и современный подкласс хвойные(Pinidae). беннеттитовые и семенные папоротники вымершие.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: