§ 22. Голосеменные

Определения и обозначения

Голосеменные растения — семенные растения, у которых семена развиваются открыто, не внутри плода. Это определение помогает отличить их от цветковых растений, у которых семена находятся в плоде. К голосеменным относятся, например, сосна и ель.

Шишка — укороченный побег голосеменного растения с чешуями, на которых образуются семена или споры. Её чешуи несут части, необходимые для размножения. По виду шишки можно понять, какую роль она выполняет.

Мужские шишки — шишки, в которых созревает пыльца. Пыльца нужна для оплодотворения, то есть для процесса, после которого начинается развитие семени. Поэтому мужские шишки не следует принимать за место, где образуются семена.

Женские шишки — шишки, на чешуях которых расположены семязачатки и позднее развиваются семена. Семязачаток — часть растения, из которой после оплодотворения формируется семя. Это определение помогает отличить женские шишки от мужских по их строению и назначению.

Как это устроено

Мхи и папоротники размножаются спорами, а голосеменные — семенами. Семя содержит зародыш будущего растения и запас питательных веществ, поэтому может пережить неблагоприятное время и начать развитие, когда условия станут подходящими. При этом у голосеменных семя не защищено плодом: оно развивается открыто. Так растения этой группы отличаются и от споровых растений, и от покрытосеменных.

Шишки устроены не одинаково, потому что выполняют разные роли. В мужских шишках на чешуях образуется пыльца; часто такие шишки небольшие и собраны группами. На чешуях женских шишек находятся семязачатки, из которых впоследствии развиваются семена. Разделение на мужские и женские шишки позволяет растению образовывать пыльцу и семена в разных частях.

Пыльца сосны и ели очень лёгкая, поэтому её может переносить ветер. Она попадает на женские шишки и достигает семязачатков; так становится возможным оплодотворение. После него из семязачатка развивается семя. Процесс занимает время, поэтому сразу после попадания пыльцы готового семени ещё нет.

У сосны и ели семена образуются на чешуях женских шишек, а не внутри завязи цветка, которая у цветковых растений превращается в плод. Поэтому шишка — не плод, хотя в ней созревают семена. Когда шишка раскрывается, семена освобождаются. У многих хвойных семена имеют крылышки, и ветер уносит их от материнского дерева, помогая растениям расселяться.

Хвоя — это игловидные листья хвойных растений. Её небольшая поверхность помогает терять меньше воды, а смолистые вещества защищают дерево и затягивают повреждения. Хвоя обычно сохраняется зимой, поэтому весной растению не нужно сначала отращивать все листья заново. Такие особенности помогают сосне и ели жить в условиях холода и недостатка влаги, хотя требования к месту произрастания у них различаются.

Сравнение сосны и ели

При сравнении сначала смотри на несколько признаков сразу: длину и расположение хвои, форму кроны и шишек. Один признак может встречаться у разных растений, поэтому надёжнее пользоваться всей строкой наблюдений. Условия произрастания и распространение семян помогают дополнить описание, но не заменяют сравнение внешнего вида.

Разбор задач

Задача 1. Объясните, почему сосну относят к голосеменным растениям.

Нужно назвать не просто то, что сосна хвойная, а главный признак голосеменных. Проверим, где у сосны развиваются семена и образуется ли вокруг них плод. Ответ дадим через связь строения шишки с определением группы.

1. У сосны есть женские шишки, на чешуях которых расположены семязачатки.
2. После оплодотворения из семязачатков развиваются семена, и они остаются открытыми на чешуях.
3. Плода вокруг семян не возникает, значит, главный признак голосеменных соблюдён.

Ответ: сосну относят к голосеменным, потому что её семена развиваются открыто на чешуях шишек и не заключены в плод.

Задача 2. На чешуе шишки найдены семязачатки. Определите, мужская это шишка или женская, и объясните ответ.

Сначала выясним, с какой частью размножения связаны семязачатки. Затем сравним их роль с функцией мужских шишек. Это позволит определить тип шишки по строению, а не по размеру или цвету.

1. Мужские шишки образуют пыльцу.
2. Семязачатки находятся на чешуях женских шишек, а после оплодотворения из них развиваются семена.
3. Значит, обнаружение семязачатков указывает на женскую шишку.

Ответ: шишка женская, потому что на её чешуе расположены семязачатки. Мужская шишка производит пыльцу.

Задача 3. В лесу обнаружили дерево с длинной хвоей, собранной по две в пучке, и крупными шишками. Предположите, что это за растение, и обоснуйте ответ.

Нельзя определять растение только по одному признаку: например, шишки бывают у многих хвойных. Сопоставим расположение хвои и вид шишек с особенностями сосны и ели. Если признаки подходят сразу по нескольким пунктам, предположение становится убедительнее.

1. Длинная хвоя, собранная по две иглы в пучке, характерна для сосны.
2. Крупные шишки тоже согласуются с этим предположением, хотя сами по себе не дают точного ответа.
3. У ели хвоя короткая и расположена по одной, поэтому описанию она подходит хуже.

Ответ: вероятнее всего, это сосна. Вывод основан сразу на длине и расположении хвои, а также на шишках.

Типичные ошибки

Называть шишку плодом — ошибка: у голосеменных плода не образуется. Так могут подумать, потому что в шишке созревают семена. Проверь себя вопросом: заключены ли семена внутри плода? У сосны и ели они лежат открыто на чешуях.

Считать, что семена развиваются в мужских шишках, неверно. Путаница возникает из-за того, что мужские и женские шишки растут на одном дереве. Вспомни их роли: мужские образуют пыльцу, а семена формируются из семязачатков на женских шишках.

Пыльца — не семя: это разные образования с разными задачами. Пыльца участвует в оплодотворении, а семя развивается позднее из семязачатка. Чтобы проверить себя, проследи порядок: сначала перенос пыльцы и оплодотворение, затем развитие семени.

Нельзя считать, что у всех хвойных одинаковые шишки и хвоя. Ошибка появляется, если запомнить общий признак «есть иголки и шишки» и не замечать различий. Сравни длину хвои и то, растёт ли она по одной или пучками, а также форму кроны и шишек.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение голосеменных, нужно знать, чем размножение спорами отличается от размножения семенами, и представлять строение семени. Эти знания пригодятся при изучении покрытосеменных: можно будет сравнить, где развиваются их семена и как образуется плод. А признаки хвойных помогут объяснять, как растения приспосабливаются к условиям среды и почему в лесах встречаются разные виды деревьев.

Что запомнить

• Голосеменные размножаются семенами.
• Семена голосеменных не заключены в плод.
• Пыльца образуется в мужских шишках.
• Семязачатки находятся на чешуях женских шишек.
• После оплодотворения из семязачатка развивается семя.
• Сосна и ель — представители хвойных голосеменных.