Голосеменные – это огромный отдел в царстве растений, который включает в себя множество различных классов, семейств и видов. Его представители обитают по всему земному шару, а многие из них обладают свойствами, приносящими человеку пользу. Но у людей всегда возникают вопросы: почему эти растения называются голосеменными, в чем их польза для нас и т.д.
Секрет названия
Известно, что семенное размножение характерно только для голосеменных и покрытосеменных, остальные растения размножаются с помощью спор. Отличительная особенность голосеменных от покрытосеменных состоит в том, что они не имеют цветка и плода. Семена созревают в шишках, которые являются видоизмененными побегами. В этом и заключается название этого отряда растений: на чешуйках шишки семена лежат открыто, не покрытые цветком и плодом, словно «голые».
Как происходит размножение?
Размножение голосеменных – еще одна интересная деталь, на которую стоит обратить внимание. Этот сложный процесс можно рассмотреть на примере сосны обыкновенной. У нее имеется два вида шишек: мужские (находятся у основания побега, имеют желтый цвет, формой похожи на «кисточки») и женские (красноватого цвета, находятся на верхушках веток, напоминают собой скорее почки, чем шишки).
В женской шишке созревает на каждой чешуйке два семязачатка, а в мужской два пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца, которая после созревания высыпается из мужской шишки и ветром переносится на женскую. После опыления женская шишка «заклеивается» смолой, в ней происходит оплодотворение: из пылинки, которая изначально содержит два спермия, прорастает пыльцевая трубка. Один из спермиев погибает, а второй сливается с яйцеклеткой. Так образуется зигота, из которой развивается зародыш.
Развитие семян
Процесс созревания семени продолжается полтора года, после чего внешний вид шишки сильно меняется: из зеленой и мягкой она превращается в темную и твердую. Из этой шишки высыпаются семена со специальными приспособлениями для расселения – крылышками. С помощью них семена могут перемещаться по ветру на большие расстояния. Размножение голосеменных, для которого не требуется участие воды – большое эволюционное достижение по сравнению с папоротниками.
Значение голосеменных растений в природе и в жизни человека
Главное значение голосеменных в природе – это то, что они могут образовывать обширные леса, которые становятся средой обитания для многих животных и растений. Их семена становятся пищей, например, кедровые орешки используют в пищу даже люди.
Кроме этих основных свойств человек научился использовать голосеменные в промышленности, строительстве и других сферах деятельности. Их древесина, богатая смолой, является очень крепкой и прочной, этими свойствами особо славятся сосна, туя, секвойя и тис. Каждая порода различается по отдельным характеристикам, поэтому находит свое применение в различных областях.
Мебель, декоративные изделия, стены в деревянных домах и даже музыкальные инструменты, другими словами немалая часть того, что окружает нас в повседневной жизни создано из древесины голосеменных. Те их виды, которые хорошо переносят загрязнения, используют для озеленения районов и очищения воздуха в мегаполисах. Смола некоторых хвойных растений обладает противомикробными свойствами. А в древности они даже стали основой некоторых полезных ископаемых, например это залежи бурого угля.
Рекорды голосеменных
Рекордсменом по размерам среди всех деревьев по праву может считаться секвойя. Средняя секвойя достигает в высоту 100 метров при том, что ширина ее ствола 20 метров, а вес – 1000 тонн. Это дерево удивляет не только своими размерами, но и возрастом: считается, что секвойя появилась еще до ледникового периода и благополучно пережила его.
Современные секвойи тоже очень старые, ученые предполагают, что возраст некоторых составляет несколько тысяч лет. Дерево уже давно получило название «мамонтовое», и ведь не просто так, ведь оно все еще упорно держит свой статус гиганта. Самое высокое дерево – секвойя размером 115 метров, а самое широкое – другая секвойя, в обхвате она составляет 32 метра.
Еще несколько любопытных фактов о голосеменных растениях
- Известно, что голосеменные растения не являются первыми, кто начал размножаться семенами. Задолго до них существовали давно вымершие семенные папоротники. Именно эти растения и стали предками тех голосеменных, которые мы знаем сейчас.
- Многие люди путают понятия «голосеменные» и «хвойные», а некоторые и вовсе считают, что это одно и то же. На самом же деле отдел Голосеменные делится на 4 класса: Гинкговидные, Гнетовидные, Саговниковидные и, наконец, Хвойные.
- На класс Гинкговидные стоит обратить особое внимание, потому что в настоящее время сохранился всего один его вид – двулопастный Гинкго. Это растение часто называют «живым ископаемым», предполагается, что гинкго является прямым потомком тех самых семенных папоротников. Из-за меняющегося в древности климата планеты до наших дней дожил единственный вид, который человек теперь старается сохранить.
- Считается, что все голосеменные – вечнозеленые растения, но это не так. В природе существуют и листопадные виды. К таковым относится например лиственница, тис и болотный кипарис.
- Находиться в хвойных лесах – очень полезно для дыхательной системы, особенно тем людям, которые страдают от астмы или других подобных заболеваний. Врачи многим советуют чаще выходить на прогулку в хвойный лес, это повышает устойчивость к заболеваниям и улучшает общее состояние организма.
- Эта способность объясняется наличием у голосеменных специальных летучих веществ – фитонцидов. Эти так называемые «природные антибиотики» поддерживают иммунитет самого растения, но при этом и распространяются вокруг по воздуху. У всех них разная природа и разное действие, но все они в какой-то степени тормозят развитие патогенных организмов. К голосеменным с ярко выраженными антибактериальными свойствами относят можжевельник, сосну, ель и березу.
- В отличие от покрытосеменных, имеющих триплоидный эндосперм (что обуславливается их двойным оплодотворением), голосеменные обладают гаплоидным эндоспермом. Так называется запас питательных веществ в семени, а понятия «гаплоидный», «диплоидный» и «триплоидный» означают кратность хромосомного набора в клетке.
- Любое растение в своем жизненном цикле проходит стадии гаметофита и спорофита. Гаметофит – гаплоидное поколение, размножающееся половым путем, спорофит – диплоидное поколение, которое размножается бесполым путем. По мере эволюции в растительном мире происходит постепенная редукция гаметофита и преобладание спорофита. Так у голосеменных все растение – это непосредственно спорофит, а гаметофит представлен всего лишь половыми клетками – антеридиями (мужскими) и архегониями (женскими). Половой процесс происходит именно на этой стадии, а последующие процессы происходят уже с диплоидными спорами – будущими спорофитами.
