к списку статей
Семенные растения
На этой странице вы узнаете
- Семя vs спора: какое размножение эффективнее и почему?
- Почему название отдела Голосеменные имеет тот же корень, что и слово “голый”?
- Как семенные растения смогли стать практически независимыми от влажности среды?
Вспомните любое культурное растение: картофель, пшеница, морковь, лук… Все они относятся к семенным. Хорошо, а какие деревья мы увидим, если пойдём по грибы в лес? Ель, сосну, березу, — и это тоже семенные растения. Нигде от них не укрыться: эта группа занимает господствующее положение в современной флоре Земли. А почему — вы узнаете при прочтении этой статьи.
Общая характеристика
К семенным растениям относятся представители отделов
- Голосеменные,
- Покрытосеменные.
Для них характерен ряд признаков:
- Размножение семенами
Это намного эффективнее, чем размножение спорами.
| Семя vs спора: какое размножение эффективнее и почему? Семя — многоклеточный орган, который имеет в составе зародыш, эндосперм и семенную кожуру. Эндосперм — запас питательных веществ и воды для зародыша. Все эти структуры делают семя гораздо более крутым органом размножения, чем спора. Для того, чтобы начать получать эти вещества из почвы, зародышу необходимо сначала “отрастить” корешок и листья, но для этого тоже необходима энергия. Её зародыш получает из эндосперма. Тот играет роль своеобразного “холодильника с продуктами”, который заботливо оставила родительская особь. Семенная кожура защищает зародыш от воздействия неблагоприятных факторов среды. Даже если семя съест какое-нибудь животное, то оно вполне может беспрепятственно пройти через пищеварительные пути и остаться жизнеспособным! Зато спор у растения обычно образуется гораздо больше, чем семян. А еще за счёт одноклеточности споры маленькие и лёгкие, а значит, быстрее распространяются ветром на большие расстояния. |
- Преобладающее поколение — спорофит
Гаметофит (половое поколение) созревает на спорофите (бесполом поколении) в период полового размножения. Чтобы лучше разобраться с понятиями “гаметофит” и “спорофит”, читайте статью «Споровые растения».
Женский гаметофит семенных называется “зародышевым мешком”, а мужской — “пыльцевым зерном”.
- Разноспоровость
Все семенные растения разноспоровые. Это означает, что существуют женская и мужская споры. Женская называется макроспорой, так как она очень крупная. Мужская спора маленькая, поэтому её называют микроспорой.
- Половой процесс не зависит от воды
| Как семенные растения смогли стать практически независимыми от влажности среды? У них есть особый артефакт, который помогает им проходить уровень игры “размножение” с бОльшим комфортом, чем другим растениям. Это пыльцевая трубка. Пыльцевая трубка — специализированный орган, прорастающий из вегетативной клетки пыльцевого зерна и осуществляющий доставку спермиев прямо в зародышевый мешок. Теперь гаметам необязательно попадать в воду, чтобы встретиться — оплодотворение происходит в женском гаметофите — зародышевом мешке! |
Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Всё, что называется “генеративным”, в биологии отвечает за половое размножение. Так и запомним: вегетативная клетка прорастает в пыльцевую трубку, а генеративная делится с образованием двух спермиев.
Как же все эти ароморфозы повлияли на жизнь семенных растений?
Все эти признаки позволяют голо- и покрытосеменным растениям произрастать даже на тех территориях, где обитание споровых невозможно!
Например, они населяют холодные и аридные районы. Семенные растения представлены всем многообразием форм: среди них есть травы, кустарники, лианы, деревья.
Семенные папоротники
Семенные папоротники — это очень древние растения. Именно ими питались в основном динозавры палеозоя. Современные семенные растения произошли именно от них.
Семенные папоротники — предки современных семенных растений.
Это группа вымерших в Палеозойской эре растений, которые обладали признаками как папоротников, так и голосеменных.
Представители: медуллоза Ноэ, алетоптерис, калиматотека.
Признаки папоротников
- Вайи — видоизмененные перисто-рассеченные листья.
- Отсутствие шишек. Семена у семенных папоротников формировались на нижней стороне листа, как споры у папоротников.
Признаки голосеменных
- Размножение семенами, в которых до сих пор не найдены зародыши. Отсутствие зародыша, констатированное при изучении многих сотен ископаемых семян этих растений, до сих пор представляется загадкой.
- Многообразие форм. Семенные папоротники были представлены в основном древесными и лиановидными растениями.
Отдел Голосеменные
Голосеменные — отдел современных семенных растений, включающий более 1100 видов.
| Почему название отдела Голосеменные имеет тот же корень, что и слово “голый”? Группа названа так, потому что семена этих растений лежат открыто (“голо”) на шишках и не защищены цветком или плодом, в отличие от покрытосеменных. |
Общая характеристика
Голосеменные не имеют настоящих сосудов. Их ксилема (проводящая ткань) представлена только трахеидами, что осложняет восходящий ток минеральных веществ по растению. Но несмотря на это, большая часть голосеменных — высокие древесные растения.
Большинство представителей — многолетние вечнозелёные растения. Ель, сосна, лиственница — типичные представители этого отдела. Они не теряют листья зимой и постоянно остаются зелёными. Кстати для самого растения это не очень хорошо: в листьях за год накапливается большое количество токсинов, которые приходится перерабатывать и обезвреживать.
Классификация и представители
Отдел Голосеменные растения включает классы
- Хвойные,
- Гинкговые,
- Гнетовые
- и Саговниковые.
- Класс Хвойные
Представители: ель, сосна, лиственница, кипарис.
Этот класс наиболее многочислен. Представители группы имеют видоизмененные игольчатые (как у ели и сосны) или чешуевидные (как у кипариса) листья.
| Важно запомнить! Хвойные растения не бывают травянистыми, они представлены древесными и кустарниковыми формами. Видимо, когда-то травянистые хвойные растения (или их предки) существовали, но их вытеснила группа покрытосеменных растений, у которых гораздо больше приспособлений к жизни в суровом первом ярусе растительного сообщества. |
Древесина развита очень хорошо, в ней присутствует густая сеть смоляных ходов. Хвойные растения выделяют токсические соединения — фитонциды.
Фитонциды — вещества, обладающие лекарственными свойствами для человека.
Фитонцидные лекарственные препараты обладают антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами и оказывают иммуностимулирующее действие. Например, популярное средство от насморка «Пиносол» имеет в составе пихтовое масло.
- Класс Гинкговые
Единственным представителем этого класса в современной флоре Земли является Гинкго двулопастной, который растет только в некоторых районах Восточной Азии. Такие виды, как Гинкго двулопастной, считаются реликтовыми.
Реликты — живые свидетельства существования почти вымершей группы организмов.
Листья Гинкго имеют необычную форму и напоминают вывернутый зонтик:
Экстракт гинкго применяется в медицине как биологически активная добавка (БАД). Препарат, получаемый из него используют для улучшения мозгового кровообращения.
- Класс Гнетовые
К группе относятся вельвичия, гнетум и эфедра.
Гнетум — тропическая лиана.
Эфедра — кустарник, имеющий чешуевидные листья и произрастающий в пустынях.
Вельвичия — единственный представитель семейства Вельвичиевые. Растение выглядит как подземный побег с выходящими на поверхность длинными массивными листьями.
| Интересный факт! Одно растение вельвичии может расти больше 1000 лет. |
- Класс Саговниковые
Представители этой группы — растения с мощной сердцевиной и слабо развитой древесиной. Для саговниковых характерны неветвящиеся стебли. Некоторые роды саговниковых считаются эндемиками.
Эндемики — организмы, живущие только в определённых ареалах и не встречающиеся на других территориях.
Например, представители рода Саговники обитают только в Африке.
Размножение и развитие
Взрослое листостебельное растение сосны (представителя отдела Голосеменные) представлено спорофитом.
- На нём в период полового созревания вырастают шишки.
- В них формируются спорангии. Подробнее об этих органах вы можете прочитать в статье «Споровые растения».
- Женская спора делится митозом и образует зародышевый мешок, мужская — пыльцевое зерно.
- При опылении ветром пыльцевое зерно попадает на женскую шишку.
- Из его вегетативной клетки прорастает пыльцевая трубка. Генеративная клетка делится митозом на 2 спермия.
- По пыльцевой трубке спермии попадают в зародышевый мешок, в котором уже сформировались 2 женские гаметы — яйцеклетки. Происходит оплодотворение, формируется зигота.
| Важно знать! У голосеменных сливается только одна пара гамет (спермий + яйцеклетка), вторая пара погибает — она лизируется, и содержащиеся в ней питательные вещества остаются в семязачатке. |
- Из зиготы путем нескольких митотических делений образуется зародыш.
- Семена распространяются ветром, попадают в субстрат и прорастают во взрослое растение — спорофит.
Анемохория — распространение семян ветром.
Значение для экосистем
- производят намного больше кислорода, чем покрытосеменные, за счёт увеличенной суммарной площади поверхности листьев;
- вытесняют лиственные деревья из лесов.
Значение для человека
- используются для изготовления бумаги и ценной древесины,
- производства эфирных масел;
- в медицине для получения лекарственных препаратов.
Отдел Покрытосеменные
Покрытосеменные — отдел современных семенных растений, насчитывающий около 272 тысяч видов.
Среди цветковых есть и травы, и кустарники, и деревья, и лианы.
Отличительные признаки покрытосеменных растений
- Наличие цветка и плода
Цветок и плод защищают зародыш, “покрывая” его, именно за счет этого покрытосеменные получили такое название.
Мужские цветки имеют тычинки, женские — пестики.
Пестики и тычинки — это генеративные органы покрытосеменных.
Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца.
Тычинка — из тычиночной нити и пыльника.
- Двойное оплодотворение
При оплодотворении голосеменных сливается только одна пара гамет (спермий + яйцеклетка).
У покрытосеменных один спермий сливается с гаплоидной яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй — с диплоидной центральной клеткой, формируя триплоидный (2n + n = 3n) эндосперм.
- Триплоидный эндосперм
Это усложнение строения семени очень выгодно. В три раза увеличенный набор хромосом позволяет синтезу белка в эндосперме происходить быстрее. А это значит, что у зародыша будет гораздо больше питательных веществ в запасе, и он сможет переживать неблагоприятные условия дольше.
Значение для человека
- Розы, тюльпаны, нарциссы используются людьми как декоративные растения. Их мы дарим на праздники близким, выращиваем в садах и огородах.
- Многие цветковые, например, ромашка, лаванда используются в качестве сырья для производства лекарственных препаратов и бытовой химии (гелей для душа, шампуней).
- Картофель, томат, лук — эти и многие другие цветковые растения люди употребляют в пищу.
Подробнее о представителях различных классов покрытосеменных вы можете прочитать в статье «Классы и семейства покрытосеменных».
Фактчек
- К семенным растениям относятся представители отделов Голосеменные и Покрытосеменные.
- Размножаются семенные растения семенами, что намного эффективнее размножения спорами.
- Семя — многоклеточный орган, имеющий в составе зародыш, эндосперм и семенную кожуру.
- Преобладающее поколение семенных — спорофит.
- Женский гаметофит семенных называется “зародышевым мешком”, а мужской — “пыльцевым зерном”.
Проверь себя
Задание 1.
Чем цветковые растения отличаются от голосеменных?
- они являются разноспоровыми
- преобладающее поколение — спорофит
- они имеют цветки и плоды
- при оплодотворении сливается только одна пара гамет
Задание 2.
Семенные папоротники…
- широко распространены на планете
- обитают в северных районах
- являются вымершей группой растений
- на данный момент представлены только одним родом
Задание 3.
Класс Гинкговые насчитывает…
- один вид
- три рода
- большое количество видов
- около десяти родов растений
Задание 4.
Кипарис относится к…
- покрытосеменным
- голосеменным
- папоротниковидным
- моховидным
Задание 5.
Какой признак папоротниковидных характерен для медуллозы Ноэ?
- наличие корня
- размножение семенами
- размножение спорами
- наличие видоизмененных листьев — вай
Задание 6.
Какой набор хромосом у эндосперма лилии?
- гаплоидный
- диплоидный
- триплоидный
- полиплоидный
Ответы: 1 — 3; 2 — 3; 3 — 1; 4 — 2; 5 — 4; 6 — 3.
Термины
Аридные районы — засушливые территории пустынь и полупустынь.
