Голосеменные. Хвойные растения

Определения и обозначения

Голосеменные растения — растения, у которых семена лежат открыто на чешуях шишек и не заключены в плод. Это название помогает отличить их от покрытосеменных, у которых семена находятся внутри плода. Слово «голые» здесь означает именно отсутствие оболочки-плода вокруг семени.

Хвойные растения — группа голосеменных растений с игольчатыми или чешуевидными листьями, которые называют хвоей. К ним относятся, например, сосна и ель. Этот признак помогает узнать многие голосеменные по внешнему виду.

Хвоя — видоизменённые листья хвойных растений; она узкая, плотная и обычно покрыта восковым налётом. Несмотря на необычную форму, хвоинки выполняют работу листьев. Их особенности помогают растению меньше терять воду и выдерживать холод.

Шишка — орган хвойного растения, на чешуях которого образуются пыльца или семена. В одних шишках образуется пыльца, в других развиваются семена. Поэтому шишки нужны для размножения, а не для образования плода.

Как это устроено

Хвойные относят к голосеменным, потому что их семена развиваются на чешуях женских шишек открыто. Они не находятся внутри завязи цветка, из которой у других растений образуется плод. Поэтому у хвойных нет плодов, даже если зрелая шишка кажется похожей на вместилище семян.

У хвойного растения есть корень, стебель, ветви, хвоя и шишки. Корень удерживает растение в почве и поглощает воду, а стебель поддерживает ветви и проводит вещества. Большинство хвойных растёт в виде деревьев или кустарников: такая форма позволяет им получать свет и занимать место в лесу.

Размножение начинается с образования пыльцы в мужских шишках. Ветер переносит её на женские шишки, поэтому для опыления хвойным не нужно, чтобы насекомое переносило пыльцу с цветка на цветок. После этого на чешуях женской шишки развиваются семена; когда они созревают, могут отделиться и распространиться.

Большинство хвойных сохраняет хвою зимой не случайно. Узкая поверхность листа и плотная кожица уменьшают испарение воды, а восковой налёт дополнительно защищает хвою. Смолистые вещества помогают переносить неблагоприятные условия, в том числе холод, поэтому растению не приходится каждый год отращивать всю листву заново.

Сосну и ель можно различить по нескольким признакам, а не по одному. У сосны хвоинки обычно длинные и собраны попарно, а крона часто более рыхлая; у ели короткие хвоинки растут по одной, а ветви расположены ярусами. Шишки тоже могут отличаться формой и положением: у ели они обычно свисают вниз, а у сосен вид и положение шишек зависят от вида.

Основные признаки хвойных растений

Сравнивай признаки по строкам: так легче заметить и сходство, и различия между сосной и елью. Признаки в таблице общие для типичных представителей, но у разных видов могут быть исключения. Если растение незнакомое, не делай вывод только по одной форме шишки.

Разбор задач

Задача 1. Рассмотри изображения сосны, ели, берёзы и дуба и выбери голосеменные растения. Объясни выбор по наличию хвоинок и шишек. Здесь важно проверить не просто название растения, а несколько признаков одновременно.

1. Сначала найди растения с хвоей, то есть с узкими игольчатыми листьями. На изображениях сосны и ели видны хвоинки, а у берёзы и дуба — широкие листья.
2. Затем проверь, есть ли у растений шишки. У сосны и ели они есть, а наличие плодов у берёзы и дуба показывает, что это не хвойные голосеменные.
3. Сопоставь оба признака: хвоя и шишки указывают на сосну и ель. Один признак может быть недостаточен, поэтому проверяем их вместе.

Ответ: голосеменные растения на изображениях — сосна и ель. У них есть хвоя и шишки, а семена развиваются на чешуях шишек.

Задача 2. Сравни сосну и ель по строению хвоинок, расположению ветвей и внешнему виду шишек, затем заполни таблицу. Не нужно угадывать по общему виду дерева: каждый признак проверяй отдельно. После сравнения запиши наблюдения в подходящие строки.

1. Рассмотри хвоинки. У сосны они обычно длинные и собраны попарно, а у ели короткие и растут по одной.
2. Сравни ветви. У сосны крона часто более рыхлая, а основные ветви заметны выше на стволе; у ели ветви обычно образуют ярусы вдоль ствола.
3. Посмотри на шишки. Еловые шишки обычно вытянутые и свисают вниз, а сосновые чаще выглядят более округлыми или яйцевидными.

Ответ: в таблице нужно указать для сосны длинные парные хвоинки, более рыхлую крону и обычно округлые шишки; для ели — короткие хвоинки по одной, ярусные ветви и свисающие удлинённые шишки. Эти признаки помогают сравнить растения, хотя у разных видов бывают отличия.

Задача 3. Расположи этапы размножения в правильном порядке: образование пыльцы, перенос пыльцы ветром, развитие семян на чешуях шишки, распространение семян. Чтобы получить порядок, подумай, что должно произойти до образования семени. Затем объясни, почему семена называют голыми.

1. Первым идёт образование пыльцы в мужских шишках. Без пыльцы дальнейшее размножение не начнётся.
2. Затем ветер переносит пыльцу на женские шишки. После этого на их чешуях развиваются семена.
3. Последним этапом становится распространение созревших семян. Они лежат открыто на чешуях, а не внутри плода, поэтому их называют голыми.

Ответ: образование пыльцы → перенос пыльцы ветром → развитие семян на чешуях шишки → распространение семян. Семена называют голыми, потому что у голосеменных они не заключены в плод.

Типичные ошибки

Шишку иногда называют плодом, потому что внутри неё находятся семена. Но плод образуется из завязи цветка, а у голосеменных цветка и завязи нет. Проверь себя: если семена располагаются на чешуях, перед тобой шишка, а не плод.

Некоторые считают, что хвоя — это иголки, которые не являются листьями. На самом деле хвоя представляет собой видоизменённые листья, только они имеют узкую форму. Чтобы проверить себя, вспомни, что именно листья участвуют в питании растения и могут быть устроены по-разному.

Не всякое растение с органом, похожим на шишку, автоматически является голосеменным. Важно выяснить, где находятся семена: у голосеменных они лежат открыто на чешуях. Сравни этот признак с определением, а не делай вывод только по внешнему сходству органа.

Ошибочно думать, что все хвойные полностью сбрасывают хвою осенью. У большинства видов она сохраняется несколько лет, хотя старые хвоинки постепенно опадают. Проверь себя, различая постепенную смену части хвои и полное ежегодное сбрасывание листьев.

Связь с другими темами

Для изучения хвойных нужно знать части растения: корень, стебель и лист, а также понимать, зачем они нужны. Тема продолжает разговор о размножении растений и помогает сравнить голосеменные с покрытосеменными по семенам, плодам и цветкам. Эти знания пригодятся при изучении лесов и природных зон: хвойные образуют лесные сообщества и влияют на жизнь других организмов. Они также важны человеку как источник древесины и других полезных материалов.

Что запомнить

• Голосеменные образуют семена, но не образуют плодов.
• Семена голосеменных лежат открыто на чешуях шишек.
• Большинство голосеменных — хвойные растения.
• Хвоя — видоизменённые листья.
• Пыльца хвойных переносится ветром.
• Сосна и ель — примеры хвойных растений.
• Хвойные растения имеют большое значение в природе и жизни человека.