§ 41. Отдел Голосеменные

Определения и обозначения

Голосеменные — семенные растения, у которых семена развиваются открыто, не внутри плода. К ним относятся, например, сосна и ель. По расположению семян можно отличить их от цветковых растений.

Хвоя — видоизменённые листья многих голосеменных, обычно узкие или игловидные. У хвоинок небольшая поверхность и плотная наружная оболочка. Это помогает уменьшать потерю воды и переносить неблагоприятные условия.

Шишка — орган размножения голосеменных. Мужские шишки образуют пыльцу, а на чешуях женских находятся семязачатки. Различие важно: эти шишки выполняют разные части размножения.

Семя — образование, в котором есть зародыш будущего растения и запас питательных веществ. У голосеменных оно развивается из семязачатка после оплодотворения. Семя помогает зародышу пережить неблагоприятное время и начать рост, когда условия станут подходящими.

Как это устроено

Семена голосеменных называют голыми не потому, что у них нет оболочки, а потому, что они не заключены в плод. Они лежат открыто на чешуях женской шишки. Плод формируется у цветковых растений, поэтому шишку не следует считать плодом. Именно расположение семян — главный признак, по которому узнают голосеменные.

У хвойного растения есть корень, стебель, ветви и листья-хвоинки. Корень закрепляет растение в почве и поглощает из неё воду с растворёнными веществами, а стебель поддерживает надземную часть и проводит вещества между органами. Ветви несут хвою и шишки, а листья участвуют в образовании питательных веществ на свету. Такое строение помогает растению жить на суше: получать воду из почвы, поддерживать себя и создавать пищу.

Мужские и женские шишки различаются и расположением, и устройством. Мужские шишки обычно небольшие и собраны группами; в них образуется пыльца. Женские шишки крупнее и состоят из чешуй, на которых находятся семязачатки. Поэтому по тому, что образуется в шишке, можно определить её роль в размножении.

Размножение начинается с образования пыльцы в мужских шишках. Затем ветер переносит её к семязачаткам на чешуях женских шишек; после попадания пыльцы происходит оплодотворение — слияние мужской половой клетки с женской. Из оплодотворённого семязачатка развивается семя с зародышем и запасом питательных веществ. Оно остаётся открытым на чешуе, а после созревания может отделиться и дать начало новому растению.

Хвоя помогает многим голосеменным переносить холод и недостаток влаги. Узкие листья теряют меньше воды, чем широкие, а их плотная оболочка дополнительно ограничивает испарение. Пыльца переносится ветром, поэтому для её доставки к семязачатку не нужна вода, как это часто бывает при размножении спорами. Эти особенности помогают хвойным жить в местах с холодными зимами и ограниченным количеством влаги.

Сравнение мужских и женских шишек голосеменных

Сначала смотрите, какие структуры находятся в шишке: пыльца указывает на мужскую, семязачатки — на женскую. Затем сопоставьте их расположение с ролью в размножении. Так таблица помогает не путать шишки по названию или размеру.

Разбор задач

Задача 1. На чешуе шишки обнаружены семязачатки. Определите, о какой шишке идёт речь, и объясните ответ.

1. Вспомним, что мужская шишка образует пыльцу.
2. Семязачатки находятся на чешуях шишки, в которой после оплодотворения развиваются семена.
3. Следовательно, нужно назвать шишку, обеспечивающую развитие семян.

Ответ: это женская шишка. Семязачатки располагаются на её чешуях, поэтому именно с ней связано образование семян.

Задача 2. Расположите этапы размножения сосны в правильном порядке: образование семян, перенос пыльцы, образование пыльцы, оплодотворение.

1. Сначала в мужских шишках должна образоваться пыльца.
2. Затем ветер переносит её к семязачаткам в женских шишках.
3. После этого происходит оплодотворение, а из семязачатка развивается семя.

Ответ: образование пыльцы → перенос пыльцы → оплодотворение → образование семян. Такой порядок показывает, что семя появляется только после доставки пыльцы и оплодотворения.

Задача 3. У сосны семена лежат на чешуях шишки, а у цветкового растения семена находятся внутри плода. Объясните различие и определите, почему сосну относят к голосеменным.

1. Сравним, где находятся семена: у сосны они открыто расположены на чешуях.
2. У цветкового растения семена заключены внутри плода.
3. Название «голосеменные» указывает на открытое развитие семян, а не на отсутствие у них собственной оболочки.

Ответ: у сосны семена не заключены в плод, поэтому её относят к голосеменным. У цветковых растений семена развиваются внутри плода.

Типичные ошибки

Ошибка: называть шишку плодом. Шишка — орган размножения голосеменных, а плод образуется у цветковых растений. Путаница возникает потому, что и шишка, и плод связаны с семенами. Проверь себя: если это сосна или ель, назови орган шишкой, а не плодом.

Ошибка: считать, что семена находятся внутри шишки так же, как внутри плода. На самом деле у голосеменных семена развиваются открыто на чешуях женской шишки. Можно представить, что шишка защищает семена своими чешуями, и принять это за плод. Проверь себя вопросом: заключены ли семена в плод? У голосеменных — нет.

Ошибка: путать мужские шишки с женскими. Мужские шишки образуют пыльцу, а на чешуях женских находятся семязачатки. Путаница появляется, когда шишки различают только по внешнему виду или размеру. Чтобы проверить ответ, назови, что именно образуется или находится в шишке.

Ошибка: считать, что для оплодотворения голосеменных обязательно нужна вода. У многих споровых растений вода нужна для перемещения мужских половых клеток, но у голосеменных пыльца обычно переносится ветром к семязачаткам. Из-за сходства с размножением спорами можно ошибочно перенести это правило на семенные растения. Проверь себя: пыльца доставляется ветром, поэтому вода для её переноса не обязательна.

Связь с другими темами

Перед изучением голосеменных полезно вспомнить основные органы растения: корень, стебель и листья. Также нужно различать размножение спорами и семенами. Это помогает понять, почему появление семени стало важным способом размножения растений.

Сравнение голосеменных и покрытосеменных показывает, где располагаются их семена. У голосеменных они развиваются открыто, а у цветковых находятся внутри плода. Так становится понятнее, чем отличаются семенные растения и как связаны семя и плод.

Признаки голосеменных пригодятся при изучении хвойных лесов и их обитателей. Хвоя помогает объяснить приспособленность растений к холоду и недостатку влаги, а шишки — особенности размножения. Эти знания также помогают понимать роль хвойных растений в природе.

Что запомнить

• Голосеменные образуют семена, не заключённые в плод.
• У многих голосеменных листья представлены хвоей.
• Мужские шишки образуют пыльцу.
• На чешуях женских шишек находятся семязачатки.
• Пыльца обычно переносится ветром.
• Из семязачатка после оплодотворения развивается семя.