Описание жизненного цикла голосеменных растений

Если рассматривать жизненный цикл голосеменных растений, он представлен последовательными этапами развития, начиная зарождением и заканчивая зрелостью. Такие организмы являются представителями сперматофитов, составляют группу, образовавшуюся на планете 350 млн лет назад. В сравнении с покрытосеменными аналогами, эти растения имеют семена без закрытого специального вместилища, завязь представлена чешуей. Циклы по формированию — замкнутые.

Оглавление:

• Общепринятая классификация
• Характерные свойства
• Строение и размножение
• Циклическое развитие

Общепринятая классификация

До недавних пор голосеменные представители в типологии выделялись в отдельный раздел. Изначально они приписывались к отделу семенных, после чего начали относиться к сосудистым растениям. В класс голосеменных включаются хвойные и некоторые уже вымершие представители.

Внешне и функционально они кардинально отличаются от покрытосеменных, но ученые на основании добытых ископаемых, склонялись к мнению, что цветковые и папоротникообразные взяли свое начало именно от голосеменных предков.

С этими утверждениями не совпадают исследования ДНК, указывающие на то, что описываемые растения входят в морфологическую группу. В настоящее время их принято разделять на:

• гнетовые;
• гинктовые;
• цветковые;
• хвойные;
• саговниковые.

Каждый вид отличается особенными признаками. Различным является и их внешнее строение.

Характерные свойства

В большинстве случаев голосеменные представители флоры произрастают в северных широтах, где преобладает влажный климат, но встречаются и отдельные представители, приспособившиеся к жизни на южных территориях Африки, в жарких пустынях. Общие черты, позиции:

• наличие хвои;
• голосеменные представлены только кустарниками и деревьями;
• довольно развитая древесина;
• идентичный метод размножения.

Некоторые сосновые сорта способны сохранять хвою несколько десятков лет, лиственница же сбрасывает ее ежегодно. В сравнении с папоротниками и мхами, процесс размножения представлен созреванием семян, не нуждающихся во влаге. Опыление осуществляется в природных условиях посредством ветра, для чего не нужна вода.

Многие разновидности смогли выжить и акклиматизировались в засушливых регионах. Семена развиваются из семяпочек открытым способом, чем и объясняется их повышенный организационный уровень в сравнении со споровыми высшими организмами.

Древесина довольно прочная в отношении внешних негативных факторов, отличается особенным строением. Структурно она представлена омертвелыми и мелкими клетками ксилемы. Внутренняя часть с корой изрезана многочисленными каналами, по которым перемещается смола.

На территории России давно охраняются масштабные рощи с хвойными и стройными растениями, из которых производились транспортные суда для флота. Например, сосна служила прочным долговечным материалом для мачты кораблей.

Строение и размножение

Что касается цикла развития голосеменных представителей флоры, он представлен ротацией спорофита и гаметофита. Проще говоря, происходит природное чередование поколений полого и бесполого типа. Преимущество остается за спорофитом — взрослым растением.

Голосеменные растения являются разноспоровыми, этим они и похожи на все семенные аналоги.

В шишках, называемых стробилами, расположены спорангии, именно в них появляются мегаспоры женского типа. Микроспоры противоположного типа меньше по размерам.

Шишки мужского пола

С наступлением лета у основания молодых побегов образуются мелкие мужские стробилы. У них имеются мелкие чешуйки в виде спороносных листков, которые разделены на два микроспорангия. Когда в спорангиях материнские клетки делятся редукционным методом, получается 4 мелких споры. По отдельности они покрыты внутренними и внешними оболочками, разделены между собой двумя воздухоносными полостями.

Микроспора, вернее, ее ядро, разделяется на 2 одинаковые клетки. Одна дает начало заростковым образованиям, которые практически сразу же отмирают. Подобная особенность до конца не изучена. Вторая клетка делится на антеридиальную (неподвижные спермии) и вегетативную (начало трубчатого пыльцевого выроста). Исходя из описанного процесса, мужской гаметофит голосеменных появляется в мелкой споре, в результате чего получается полноценное пыльцевое зерно.

Образование женского гаметофита

В весеннее время на кончиках сосновых побегов зарождаются небольшие шишки. Они женского пола, характеризуются красным цветом. Структурно в таких шишках содержится центральный стержень с семенной и кроющей чешуйками, которые создают боковой и преобразованный побег. Здесь же присутствует две семяпочки. Они не закрыты, откуда и походит название — голосеменные.

Каждая из обозначенных чешуек по структуре соответствует шишкам мужского пола. Семяпочки состоят из следующих элементов:

• центральная часть семязачатка — нуцеллус;
• покрывная часть — интегумент;
• семяножка, связывающая чешуйки с семязачатками — фуникулус.

Спорогенная клетка подвергается делению в самом центре с последующим образованием спороцитов. Далее происходит формирование 4 гаплоидных и достаточно крупных спор. Из них выживает только одна и создает эндодерм, соответствующий гаметофиту женского пола.

Циклическое развитие

Жизненный цикл сосны берет свое начало в материнских клетках, когда появляются маленькие споры в результате редукционного разделения. В них формируется пыльца, переносимая ветром к женским шишкам и проникающая внутрь семяпочек. Когда завершается процесс опыления, на стробиле чешуйки склеиваются посредством смолы.

От начала опыления и до окончания оплодотворения обычно проходит 1 год, чуть больше. Продолжительное время необходимо для появления эндодерма в семяпочке и достижения позеленевшей почкой размера в 3−4 см. Непосредственно перед оплодотворением происходит деление спермагенного образования на 2 спермия, один из них сливается с яйцеклеткой.

На выходе создается зигота, дающая начало зародышу, питающемуся эндоспермом. На протяжении следующего года стробилы женского пола достигают 6 см с окончательным созреванием семян. В этот период наступает разделение чешуек, после чего семена высыпаются. Из последних прорастают молодые побеги, чем и завершается циклическое развитие.

Голосеменные растения характеризуются довольно сложным жизненным циклом. Поколения гаметофита и спорофита различны между собой. Из-за особенностей всего поэтапного развития такие представители флоры проходят быстрый процесс размножения в сравнении с аналогичными споровыми растениями.

Они способны заселяться в засушенных зонах. Описание всего цикла можно отобразить в школьном реферате в виде обыкновенной схемы с подписями.