Голосеменные: размножение и развитие

Вы никогда не задумывались, почему на планете господствующее положение занимают растения цветковые, а не голосеменные? Размножение этих организмов является основной причиной эволюционных особенностей и современной ситуации в системе органического мира.

Какие растения относятся к голосеменным

Особенности строения представителей данной систематической группы легко определить по их названию. Действительно, семена голосеменных расположены на чешуйках шишек открыто. Среди этих растений встречаются как вымершие, так и современные виды.

В основном это деревья, но иногда встречаются и кустарники: можжевельник, саговник и др. Своеобразно произрастает вельвичия удивительная. Ее ствол, длина которого превышает метр, полностью погружен в почву. А снаружи видны только два листа. Их пластины имеют внушительные размеры. Ветер разрывает листья вельвичии на длинные полоски, переплетение которых издали напоминает клубок змей.

К признакам Голосеменных также относятся наличие смоляных ходов к древесине и листьев - хвоинок. Практически все они являются вечнозелеными. Исключение из этого правила - лиственница, которая меняет свое "убранство" в течение года.

Большинство представителей голосеменных относятся к классу хвойных. Это ель, сосна, пихта, можжевельник, ягодный тис, кедр, лиственница. Вечнозелеными являются и саговники. Они произрастают в тропических лесах и внешне напоминают пальму. Двулопастной гинкго - эндемик Китая и Японии. Из-за характерного цвета семян его еще называют "серебристым абрикосом".

Что такое шишка

Именно этот орган является видоизменением побега, с помощью которого происходит размножение голосеменных растений. Многие ошибочно считают, что шишки - это их плоды. Но это утверждение является грубой биологической ошибкой. Дело в том, что плоды - это результат развития цветков. Голосеменные же не имеют этих генеративных органов. Из этого следует, что они не могут формировать и плодов.

Особенности размножения голосеменных

В жизненном цикле данных растений преобладает спорофит, который является бесполым поколением. Это и есть листостебельное растение. На нем формируются как органы спороношения, так и гаметофит. С его помощью происходит половое размножение голосеменных. Гаметофит, или половое поколение, бывает двух видов. Женский развивается внутри семязачатка и состоит из двух архегониев. Мужской гаметофит, или пыльцевое зерно, представлен двумя клетками: половой и пыльцевой трубки.

Жизненный цикл

Рассмотрим поэтапно процесс размножения голосеменных на примере сосны обыкновенной. У этого растения женские и мужские шишки формируются на одной особи. Первые расположены на верхушках побегов, имеют красноватый цвет и чешуйки, плотно прилегающие друг к другу. Мужские шишки серо-желтые. Они формируются в основании молодых побегов. На чешуйках мужских шишек расположены пыльники с пыльцевыми зернами.

Процессу оплодотворения (слияния) гамет предшествует опыление. Во время этого раскрываются чешуйки женских шишек, а семязачатки выделяют клейкую жидкость. С ее помощью удерживается пыльцевое зерно. Далее чешуйки смыкаются, шишка закрывается, и начинается прорастание пыльцевой трубки. Этот процесс продолжается от 12 до 15 месяцев. По мере роста пыльцевой трубки к семязачатку продвигаются два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку, а второй погибает. Формирование семян завершается только к окончанию следующего лета.

Размножение голосеменных и покрытосеменных

У всех семенных растений процесс воспроизведения начинается с опыления, а в пыльцевой трубке находятся две мужские гаметы. Но у голосеменных одна из них погибает. Оплодотворение цветковых называют двойным. В ходе этого процесса один сперматозоид сливается с женской гаметой, формируя зародыш. Второй же соединяется с центральной зародышевой клеткой. Результатом этого является эндосперм. Это запасное питательное вещество, которое обеспечивает развитие семени независимо от условий окружающей среды.

Еще одним преимуществом цветковых растений является наличие плодов. Этот генеративный орган защищает семя от механических повреждений, перепада температур, недостатка влаги, осуществляет распространение.

У голосеменных семена из открытых шишек попадают сразу в почву. Приспособлений для защиты зародыша у них нет. А вот для распространения у некоторых из них появились крыловидные образования.

Итак, размножение голосеменных растений имеет ряд отличительных особенностей:

• Генеративным органом являются видоизмененные побеги, которые называются шишками.
• Внутри женских шишек прорастает пыльцевая трубка, что обеспечивает доставку неподвижных мужских гамет к яйцеклетке.
• Эндосперм формируется до оплодотворения.
• Семязачатки не защищены от неблагоприятных условий.
• Опыление осуществляется ветром.
• В процессе оплодотворения участвует один сперматозоид.