Растения, относящиеся к голосеменным, – основа флоры отдельных областей Земли. Они – легкие нашей планеты, поставляющие огромные объемы кислорода и снижающие концентрацию углекислого газа. Пищевое значение голосеменных заключается в поставке корма птицам и грызунам.
Общая характеристика семенных
Первые растения, размножающиеся семенами, появились в середине девонского периода. Однако их превосходство над споровыми проявилось в более позднее время. Ученые связывают это событие с климатическими переменами: уменьшение температуры и осадков в мезозойскую эру. Многообразие и значение голосеменных растений и цветковых имеют существенные различия. Оба этих отдела высшей флоры сходны наличием корней, побегов и генеративных органов.
Растения, размножающиеся семенами, имеют некоторое превосходство над споровыми. Основные отличительные черты:
- Спора состоит из единственной клетки, а семя - из множества.
- Опыление – процесс переноса пыльцевых зерен в семенные зачатки. Иногда для этой цели требуется ветер, насекомые или животные.
- Семя состоит из зародыша, необходимого количества питательных веществ и оболочки, защищающей от внешних воздействий.
- Для оплодотворения нет необходимости в воде.
Общая характеристика голосеменных
Известное значение голосеменных в природе обусловлено их строением. Существует около 700 современных видов этих растений. Их семя находится поверх чешуек открыто. Вся их защита – кожура. Снизить испарение с поверхности удалось при помощи появившихся устьиц.
Хвойные имеют высоту от 40 до 70 м, однако есть виды, достигающие и 100 м, к ним можно отнести мамонтовое дерево. Увеличение толщины стволов обеспечивают клетки камбия, которые со временем отмирают. Это дает надежную защиту от сильных ветров. Кора хвойных деревьев обладает множеством канальцев со смолой, которая вытекает через поврежденные участки, заживляя их. Еще одно значение голосеменных в природе – аккумулирование углерода, который затем перейдет в отложения.
Размножение голосеменных
Чтобы лучше понять значение голосеменных растений, стоит рассмотреть их размножение. Сделаем это на примере сосны, семена на которой появляются при достижении деревом возраста от 12 до 15 лет. Шишки – органы, в которых созревают семенные зачатки и пыльцевые зерна. Образовались они в результате видоизменения побегов, которые стали короче, а листья превратились в чешуйки.
Сосна относится к однодомным растениям, которые обладают органами размножения обоих полов. Женские шишки имеют красноватый оттенок и плотно прилегающие чешуйки. Растут в области верхушки побега. Каждая чешуйка обладает 2 семенными зачатками. Мужские шишки формируются в районе основания удлиненных побегов. Их цвет желто-серый. Чешуйки имеют по 2 пыльника, в них образуется пыльца. Ее зерна обладают 2 оболочками, между которыми имеются полости, заполненные воздухом. Эта особенность позволяет пыльце перемещаться с ветром далеко от места произрастания.
Изучая значение голосеменных, нельзя пропустить процесс их опыления:
- В весеннее время пыльца с ветром попадает на семязачатки.
- Чешуйки шишки начинают смыкаться, полностью закрывая орган.
- От попавшего пыльцевого зерна прорастает пыльцевая трубка.
- Оплодотворение случится лишь через год, когда внутри семенных зачатков появятся яйцеклетки и эндосперм (ткань с запасом питательных веществ).
- К яйцеклетке подходит пыльцевая трубка, по которой перемещаются два спермия (без жгутиков). Один из них достигает цели и происходит оплодотворение, а второй погибает.
- Из семенного зачатка образуется семя.
Семена
Семена состоят из кожуры (образуется из оболочки зачатка), эндосперма и зародыша. Они созревают на 3 год после того, как вырастают шишки. Одно и то же дерево содержит их в разных стадиях развития. Сосновое семя напоминает цветочное, однако имеет эндосперм, который образовался из заростка. Оно довольно устойчивое к воздействиям тяжелых внешних условий. Может прорасти на скалистых уступах и выдержать суровые морозы. Эти и многие другие подробности определяют значение голосеменных.
Экология голосеменных
Каково значение голосеменных растений, можно представить, узнав, насколько они древние. В палеозойской и мезозойской эрах они доминировали среди представителей флоры. Это были вечнозеленые деревья. Виды, распространенные в тропическом поясе, обладают крупными рассеченными листьями (подобно пальмовым). Зеленые органы растений северных широт небольшие (как иголки или чешуйки). Это связано с низким уровнем влажности воздуха.
Какое биологическое значение имеет то, что голосеменные образуют целые леса? Тайга умеренных широт – родной дом для многих популяций живых организмов. Особенно это относится к птицам и млекопитающим (плотоядным, всеядным и растительноядным). Леса обеспечивают им питание, защиту, убежища, условия для размножения и выращивания детенышей.
Полезные ископаемые Сибири – древние голосеменные растения огромных размеров. Сейчас площади хвойных лесов стремительно сокращаются по разным причинам: вырубки, пожары, расчистки места под дороги, города и заводы. Губительны для тайги мероприятия, связанные с затоплением территорий, осушений болот и добыче полезных ископаемых.
Важнейшее значение голосеменных – обогащение воздуха кислородом и очистка его от углекислого газа. Человек очень небрежно относится к этой их функции, потому что повышенное содержание вредных примесей и копоти в атмосфере приводит к засорению устьиц и накоплению веществ в листовой пластинке. Хвоинки не опадают ежегодно, поэтому срок их жизни снижается из-за этого на несколько лет. Исчезновение лесов входит в число крупнейших проблем планеты.
Значение голосеменных в жизни человека
Хозяйственное использование хвойных деревьев началось давно. В современном мире сложно представить без них многие отрасли производства и быт. Использование и значение голосеменных растений в разных сферах жизни:
- Пищевая. Из сердцевинной части саговника производят соответствующую крупу. В пищу употребляют семена сибирского кедра.
- Строительная. Древесина – прекрасный материал для отделки и производства конструкций.
- Топливная. Сухая древесина используется для отопления индивидуальных домов.
- Медицина. Эфирные масла, почки сосны – основа для лекарственных средств.
- Химическая. Из голосеменных вырабатывают скипидар, смолу, вар, эфирные масла.
- Эстетическая. Среди хвойных деревьев есть декоративные виды. Велико значение голосеменных в создании лесополос вдоль полей и дорог.
Далее подробнее рассмотрим значение голосеменных в жизни человека. Сообщение о каждом роде будет кратким.
Сосна и ель
Сосна – типичный представитель флоры умеренного климата и субтропических гор. Растет быстро и любит свет. Формирует боры на песчаных почвах или смешанные леса. Продолжительность жизни до 400 лет. Древесина сосны применяется при производстве авиатехники, железнодорожных вагонов, водного транспорта, мебели. Канифоль, скипидар и корабельную смолу вырабатывают из живицы. Свежие побеги – сырье для производства лекарственных средств из-за высокого содержания витамина C. Медицина применяет пыльцевые зерна как альтернативу спорам плауна. Сосна - типичный представитель хвойных, поэтому значение голосеменных часто рассматривают на ее примере.
Ель растет в Европе, Западной Сибири на Карпатах. Продолжительность жизни до 300 лет. Существуют чистые ельники и с примесью других хвойных и лиственных видов. Древесина – прекрасный строительный материал, топливо. Из нее получают целлюлозу – сырье для производства бумаги. Кора богата дубильными веществами. Изготавливают скипидар, канифоль, вар, смолу.
Пихта и лиственница
Ареал пихты довольно широк. Это дерево хорошо переносит тень и холод. Ветки, растущие недалеко от земли, легко дают корни. Можно встретить на равнинном и горном рельефе. Древесина – отличный материал для строительства, поделок, изготовления бумаги и картона. Эфирное масло производят из хвои. Камфору и бальзамы делают из молодых побегов. Есть декоративные виды, применяемые в ландшафтном дизайне.
Лиственница – типичное растение Евразии и североамериканского континента. К зиме у нее опадает хвоя, что не встречается у других голосеменных. Она устойчива к морозам, но любит солнечный свет. Обладает древесиной красноватого оттенка, которая устойчива к сырости. Из нее делают шпалы, опоры в шахтах, бумажные изделия. Нашла она применение и в производстве судов.
Кедр и тис
Кедр произрастает в районе Средиземного моря, Западной части Гималаев, Сибири. Он имеет широкую крону и большую высоту. Его крепкую древесину применяют при создании кораблей.
Тис – широко распространенный вид. Чисто тисовых лесов нет. Он типичен для горных и теплых мест. Только у этого представителя хвойных нет смолы. Цвет древесины - желто-красный. Широко применяется как сырье для токарных, столярных и строительных работ. Из нее производят мебель, строят дома. Ценность древесины - в ее стойкости к гнилостным процессам.
Кипарис и можжевельник
Кипарис растет в умеренно-теплом климате Евразии и Северной Америки. В Крыму и на Кавказе встречается в садах. Крона имеет форму пирамиды или раскидистая. Мягкий и легкий поделочный материал. Из древесины также делают мебель.
Можжевельник растет во всех климатических поясах северного полушария. В чистом виде образует светлый лес. Представлен невысокими деревьями и кустами. Широко распространенный материал для поделок и строительства. Саниболь – ядовитое эфирное масло, содержащееся в побегах. Применяется в медицинских целях.
