§ 24. Размножение голосеменных. Значение голосеменных

Определения и обозначения

Мужская шишка — орган размножения голосеменных, в котором образуется пыльца. Обычно такие шишки небольшие, а их чешуи несут особые мешочки с пыльцой. Пыльца содержит мужские клетки и нужна, чтобы доставить их к женской части растения.

Женская шишка — орган размножения, на чешуях которого расположены семязачатки. Внутри семязачатка находится яйцеклетка, а после оплодотворения из него развивается семя. Поэтому женская шишка обеспечивает образование и развитие будущих семян.

Опыление у голосеменных — перенос пыльцы к семязачатку. У сосны пыльцу обычно переносит ветер, который разносит её от мужских шишек к женским. Опыление доставляет пыльцу к месту, где может произойти встреча половых клеток.

Оплодотворение у голосеменных — слияние мужской половой клетки с яйцеклеткой. В результате образуется клетка, из которой начинает развиваться зародыш. Оплодотворение запускает образование семени, но не является самим опылением.

Как это устроено

На одном растении сосны обычно развиваются и мужские, и женские шишки, но их назначение и расположение различаются. Мужские шишки чаще растут группами у основания молодых побегов и производят пыльцу. Женские шишки располагаются ближе к концам побегов и несут семязачатки. Такое разделение помогает растению одновременно образовывать пыльцу и создавать условия для развития семян.

Пыльца образуется в мужских шишках, а яйцеклетки развиваются в семязачатках женских шишек. Это разные части размножения: мужская клетка связана с пыльцой, а женская находится внутри семязачатка. Пыльца должна попасть к семязачатку, чтобы мужская половая клетка смогла соединиться с яйцеклеткой. Так растение получает начало нового поколения.

Пыльца сосны переносится ветром. Когда она попадает на женскую шишку и достигает семязачатка, начинается путь к оплодотворению. Ветер может разносить пыльцу без участия животных, поэтому насекомые-опылители сосне не нужны. Для этого способа размножения растению важно образовать много пыльцы: ветер переносит её не строго к определённой шишке, и часть пыльцы теряется.

После того как мужская половая клетка соединится с яйцеклеткой, внутри семязачатка начинает развиваться зародыш. Весь семязачаток постепенно превращается в семя, которое содержит зародыш и запас питательных веществ. Семя лежит открыто на чешуе шишки, а не внутри плода. Поэтому голосеменные получили такое название: их семена не защищены плодом, как у покрытосеменных растений.

Голосеменные имеют большое значение для природы и для человека. Хвойные растения образуют обширные леса, которые служат средой обитания для многих организмов и влияют на состояние окружающей среды. В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород. Древесину голосеменных используют в строительстве и для изготовления бумаги, а из некоторых видов получают смолу и другие полезные продукты.

Сравнение мужских и женских шишек сосны

Сравнивайте шишки сразу по нескольким признакам: размер и расположение помогают их узнать, а содержимое показывает их назначение. Помните, что женская шишка не образует пыльцу, а мужская не несёт семязачатков. Вместе они обеспечивают размножение сосны.

Разбор задач

Задача 1. На чешуе шишки обнаружены открыто лежащие семена. Определите, к какой группе растений относится это растение и почему.

1. Сначала определим, где находятся семена: они лежат на чешуе и не заключены внутри плода.
2. Такое расположение — характерный признак голосеменных. У покрытосеменных семена развиваются внутри плода.
3. Следовательно, растение с открытыми семенами относится к голосеменным.

Ответ: это голосеменное растение, потому что его семена лежат открыто на чешуе шишки.

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

1. Размножение начинается с образования пыльцы в мужских шишках: без неё мужская половая клетка не попадёт к яйцеклетке.
2. Затем ветер переносит пыльцу к семязачатку женской шишки. Этот перенос называется опылением.
3. После доставки мужская половая клетка сливается с яйцеклеткой — происходит оплодотворение.
4. Затем из семязачатка развивается семя, поэтому образование семян завершает указанную последовательность.

Ответ: образование пыльцы → перенос пыльцы → оплодотворение → образование семян.

Задача 3. В сосновом лесу не наблюдают насекомых-опылителей. Объясните, как всё же происходит опыление, и укажите, где затем развивается семя.

1. Отсутствие насекомых не мешает сосне: её пыльца переносится ветром от мужских шишек к женским.
2. Пыльца попадает к семязачатку, где мужская половая клетка соединяется с яйцеклеткой. Это уже оплодотворение, а не перенос пыльцы.
3. После оплодотворения из семязачатка развивается семя. Оно располагается открыто на чешуе женской шишки.

Ответ: опыление происходит с помощью ветра, а семя затем развивается из семязачатка и лежит открыто на чешуе шишки.

Типичные ошибки

Называть шишку цветком неправильно: у голосеменных шишки выполняют функции размножения, но настоящих цветков у них нет. Такую путаницу вызывает то, что и цветок, и шишка связаны с размножением. Проверь себя вопросом: образуются ли у сосны лепестки и плод? Нет — значит, перед тобой шишка, а не цветок.

Пыльцу нельзя считать семенем. Пыльца участвует в опылении, тогда как семя начинает развиваться после оплодотворения из семязачатка. Ошибка возникает, если смешать разные этапы размножения. Проверь себя: пыльца переносится или прорастает в новое растение как готовое семя? Она переносится к семязачатку.

Неверно утверждать, что семена голосеменных находятся внутри плода. У сосны они лежат открыто на чешуях шишки, поэтому плода не образуется. Путаница появляется из-за того, что у многих знакомых растений семена окружены плодом. Проверь расположение семян: если они открыты на чешуе, это признак голосеменных.

Опыление и оплодотворение — не одно и то же. Опыление означает перенос пыльцы, а оплодотворение — слияние мужской половой клетки с яйцеклеткой. Их путают, потому что оба процесса происходят в ходе размножения. Чтобы проверить себя, спроси: речь идёт о перемещении пыльцы или о соединении клеток?

Связь с другими темами

Для понимания размножения голосеменных нужно знать, как устроено семя, и чем размножение семенами отличается от размножения спорами. Также пригодятся представления о половых клетках, опылении и оплодотворении у растений. Эти знания помогут сравнить голосеменные с покрытосеменными: у последних семена развиваются внутри плода. Тема связана и с изучением лесных экосистем, потому что голосеменные образуют многие леса и служат частью природных сообществ.

Что запомнить

• У голосеменных образуются мужские и женские шишки.
• В мужских шишках формируется пыльца.
• Пыльцу к семязачаткам обычно переносит ветер.
• После оплодотворения из семязачатка развивается семя.
• Семена голосеменных лежат открыто на чешуях шишек.
• Голосеменные имеют большое значение в природе и используются человеком.