Растения играют очень важную роль в природе, так как они способны к фотосинтезу. Это процесс, в результате которого растение из углекислого газа, воды и солнечной энергии получает для себя питательные вещества и выделяет в атмосферу кислород. Поэтому именно благодаря растениям на Земле могут существовать животные и мы с вами.
Классификация растений
Все царство растений делится на десять отделов:
- Бурые водоросли.
- Зеленые водоросли.
- Сине-зеленые водоросли.
- Красные водоросли.
- Моховидные.
- Папоротниковидные.
- Хвощевидные.
- Плауновидные.
- Покрытосеменные.
- Голосеменные.
Среди этих растений в зависимости от сложности строения можно выделить две группы:
- низшие;
- высшие.
К низшим относятся все отделы водорослей, так как у них отсутствует дифференциация тканей. Тело не имеет органов. Оно называетя талломом.
Высшие растения в зависимости от способа размножения можно разделить на:
- споровые;
- семенные.
К споровым относятся папоротниковидные, плауновидные, моховидные, хвощевидные.
К семенным причисляют отделы голосеменные и покрытосеменные.
О голосеменных мы и поговорим подробнее в этой статье.
Классификация голосеменных
Следующий таксон, который выделяется во всех отделах царства "Растения" - это класс. Голосеменные делятся на четыре класса:
- Гнетовые.
- Гинкговые.
- Саговниковые (Цикадовые).
- Хвойные.
О представителях и особенностях каждого класса мы поговорим позже. А сейчас будут рассмотрены общие черты всех голосеменных, их физиология и биология.
Голосеменные: строение растения
Данный отдел относится к высшим растениям. Это значит, что их тело состоит из органов, которые построены из разных типов тканей.
Органы голосеменных растений
В зависимости от расположения органов, их можно разделить на подземные и наземные. Учитывая их функции и строение, можно выделить вегетативные и генеративные органы.
Вегетативные органы: строение и функции
К этой группе органов относится подземная корневая система и наземный побег.
Корневая система состоит из множества корней, среди которых можно выделить один главный и много боковых корней. Кроме того, растение может обладать и дополнительными корешками.
Корень обладает такими функциями:
- Закрепление растения в почве.
- Поглощение воды с растворенными в ней микро- и макроэлементами.
- Транспортировка воды и растворенных в ней минералов к наземным органам.
- Иногда - запасание питательных веществ.
Побег - это также система органов. Он состоит из стебля, листьев и почек.
Функции органов побега:
- Стебель: опорная и транспортная функции, обеспечение связи между корнями и листьями.
- Листья: фотосинтез, дыхание, газообмен, регуляция температуры.
- Почки: из них образуются новые побеги.
Голосеменные и покрытосеменные растения обладают одинаковыми вегетативными органами, а вот генеративные органы у них различны.
Генеративные органы голосеменных
Генеративные органы - это те, которые обеспечивают размножение организма. У покрытосеменных растений это - цветок. А вот растения отдела "Голосеменные растения" в большинстве своем обладают такими генеративными органами, как шишки. Самыми яркими наглядными примерами являются еловые и сосновые шишки.
Строение шишки
Она является видоизмененным побегом, покрытым чешуйками. Существуют мужские и женские шишки, в которых формируются мужские и женские половые клетки (гаметы) соответственно.
Мужские и женские сосновые шишки в качестве примера можно увидеть на фото ниже.
Существуют такие представители голосеменных, у которых и мужские, и женские растения находятся на одном и том же растении. Они называются однодомными. Также есть двудомные голосеменные. У них мужские и женские шишки находятся на разных видах. Однако растения отдела "Голосеменные растения" в большинстве своем однодомные.
На чешуйках женских шишек расположены по две семяпочки, на которых образуются женские гаметы - яйцеклетки.
На чешуйках мужских шишек находятся пыльцевые мешки. В них формируется пыльца, в которой содержатся спермии - мужские половые клетки.
Когда мы уже рассмотрели строение голосеменных, поговорим об их размножении.
Как из шишки вырастает сосна
Размножение голосеменных происходит с помощью семян. Они, в отличие от семян цветковых растений, не окружены плодом.
Размножение голосеменных начинается с того, что у растений в определенный период из почек формируются видоизмененные побеги - мужские и женские шишки. Далее на них формируется пыльца и яйцеклетки соответственно.
Опыление женских шишек происходит с помощью ветра.
После оплодотворения из семяпочек, которые располагаются на чешуйках женских шишек, развиваются семена. Из них затем и образуются новые представители голосеменных.
Из каких тканей состоят органы?
Растения отдела "Голосеменные растения", как и все высшие, состоят из различных тканей.
Существуют такие типы растительных тканей:
- Покровные. Эти ткани выполняют защитную функцию. Они делятся на эпидерму, пробку и корку. Эпидерма покрывает все части растений. Она обладает устьицами для осуществления газообмена. Также она может быть покрыта дополнительным защитным слоем из воска. Пробка формируется на стволе, корнях, ветках и почечных чешуйках. Корка - это покровная ткань, состоящая из мертвых клеток с одеревеневшими оболочками. Из нее состоит кора голосеменных.
- Механическая. Эта ткань обеспечивает прочность стебля. Она делится на колленхиму и склеренхиму. Первая представлена живыми клетками с утолщенными оболочками. Склеренхима же состоит из мертвых клеток с одеревеневшими оболочками. Механические волокна входят в состав проводящих тканей, содержащихся в стеблях голосеменных.
- Основная ткань. Именно она составляет основу всех органов. Самый важный вид основной ткани - ассимиляционная. Она составляет основу листьев. В клетках этой ткани находится большое количество хлоропластов. Здесь и происходит фотосинтез. Также в органах голосеменных растений присутствует такой вид основной ткани как запасающая. В ней собираются питательные вещества, смолы и т.п.
- Проводящая ткань. Делится на ксилему и флоэму. Ксилема еще называется древесиной, а флоэма - лубом. Они находятся в стволе и ветвях растения. Ксилема голосеменых состоит из сосудов. Она обеспечивает транспортировку воды с растворенными в ней веществами от корня до листьев. Флоэма голосеменных видов представлена ситовидными трубками. Луб предназначен для транспорта веществ от листьев к корню.
- Образовательные ткани. Из них формируются все остальные ткани голосеменных, из которых затем строятся все органы. Они делятся на верхушечные, боковые и вставочные. Верхушечные располагаются на вершине побега, а также на кончике корня. Боковые образовательные ткани еще называются камбием. Он находится в стволе дерева между древесиной и лубом. Вставочные образовательные ткани находятся в основании междоузлий. Также существуют раневые образовательные ткани, которые возникают на месте повреждений.
Вот мы и рассмотрели строение голосеменных. Теперь перейдем к их представителям.
Голосеменные: примеры
Когда мы уже знаем, как устроены растения данного отдела, давайте рассмотрим их разнообразие. Далее будут описаны представители различных классов, которые входят в отдел "Голосеменные".
Класс "Гнетовые"
Растения отдела "Голосеменные растения" класса "Гнетовые" делятся на три семейства
- Семейство "Вельвичиевые".
- Семейство "Гнетовые".
- Семейство "Хвойниковые".
Давайте рассмотрим самых ярких представителей этих трех групп растений.
Итак, вельвичия удивительная.
Семейство гнетовых содержит примерно 40 видов. Это в основном кустарники, лианы, реже - деревья. Растут они в тропических лесах Азии, Океании, Центральной Африки. Своим видом гнетовые больше напоминают покрытосеменные растения. Примерами представителей данного семейства являются мелинжо, гнетум широколистный, гнетум ребристый и др.
Семейство хвойниковых включает в себя 67 видов растений. По жизненной форме это кустарники и полукустарники. Они растут в Азии, Средиземноморье и Южной Америке. Представители этого семейства обладают чешуйчатыми листьями. Примерами хвойниковых можно назвать эфедру американскую, хвойник хвощевый, хвойник шишконосный, хвойник зеленый и т.д.
Класс "Гинкговые"
Данная группа включает в себя одно семейство. Единственным представителем данного семейства является гинкго двулопастный. Это высокое дерево (до 30 метров) с большими веероподобными листьями. Это реликтовое растение, которое появилось на Земле 125 миллионов лет назад! Экстракты из гинкго часто применяются в медицине для лечения болезней сосудов, в том числе атеросклероза.
Класс "Саговниковые"
Это тоже голосеменные. Примеры растений этого класса: саговник Румфа, саговник поникающий, саговник Туара и т.д. Относятся они все к одному семейству - "Саговниковые".
Растут они в Азии, Индонезии, Австралии, Океании, на Мадагаскаре.
Эти растения внешне напоминают пальмы. Их высота составляет от 2 до 15 метров. Ствол, как правило, толстый и короткий, если сравнивать с толщиной. Так, у саговника поникающего его диаметр достигает 100 см, в то время как высота - 300 см.
Класс "Хвойные"
Это, пожалуй, самый известные класс отдела голосеменных растений. Он также является и самым многочисленным.
Данный класс состоит из одного порядка - "Сосновые". Раньше на Земле существовало еще три порядка класса хвойных, однако их представители вымерли.
Упомянутый выше порядок состоит из семи семейств:
- Головчатотисовые.
- Тисовые.
- Сциадопитисовые.
- Подокарповые.
- Араукариевые.
- Сосновые.
- Кипарисовые.
В семейство головчатотисовых входят 20 представителей. Это вечнозеленые кустарники и деревья. Хвоя расположена по спирали. От тисовых головчатотисовые отличаются тем, что их шишки намного дольше созревают, а также они обладают большими по размеру семенами.
Семейство тисовых включает в себя около 30 видов кустарников и деревьев. Все растения данного семейства двудомные. Примерами представителей этого семейства можно считать тихоокеанский тис, флоридский, канадский, европейский тисы и др.
В семейство сциадопитисовые входят вечнозеленые деревья, которые часто используются в качестве декоративных.
Примерами представителей семейства подокарповых можно назвать дакридиум, филлокладус, подокарп и т.д. Они произрастают во влажной местности: в Новой Зеландии и Новой Каледонии.
Семейство араукариевых объединяет около 40 видов. Представители данного семейства существовали на Земле уже во время юрского и мелового периодов. Примерами можно считать южный агатис, агатис даммара, бразильская араукария, чилийская араукария, воллемия благородная и др.
Семейство сосновых включает в себя такие всем известные деревья, как ель, сосна, кедр, лиственница, тсуга, пихта и т.д. Все растения, входящие в данное семейство, растут в Северном полушарии в умеренном климате. Голосеменные растения данного семейства часто используются человеком в медицине и других отраслях промышленности благодаря своим смолам и эфирным маслам.
