Хвойные растения

Определения и обозначения

Хвойные растения — группа семенных растений, у которых семена обычно развиваются на чешуях шишек. К хвойным относятся деревья и кустарники, например ель, сосна и можжевельник. Это определение помогает отличать их от цветковых растений, у которых семена образуются внутри плода.

Хвоя — листья хвойных растений, обычно имеющие вид иголок или чешуек. Она может быть одиночной или собранной в пучки, а её форма зависит от вида растения. По хвое удобно узнавать растение и понимать, как оно приспособлено к условиям среды.

Шишка — орган хвойного растения, состоящий из оси и расположенных на ней чешуй. На чешуях женских шишек развиваются семена, а мужские шишки образуют пыльцу. Это понятие нужно, чтобы правильно объяснять размножение хвойных и не называть шишку плодом.

— растение, которое сохраняет листья в течение зимы. У большинства хвойных хвоя опадает постепенно, поэтому дерево не бывает долго полностью без листьев. Однако это не означает, что хвоя живёт вечно: исключение среди знакомых хвойных — лиственница, сбрасывающая её осенью.

Как это устроено

У многих хвойных листья узкие и покрыты плотной оболочкой. Такая форма уменьшает поверхность, с которой испаряется вода, а значит, растению проще пережить морозы и периоды, когда вода в почве недоступна. Хвоя всё же теряет воду и постепенно стареет, поэтому дерево заменяет её новыми листьями не сразу, а постепенно. Благодаря этому крона обычно остаётся зелёной круглый год.

Большинство хвойных не сбрасывает всю хвою осенью, потому что каждую иголку растение может сохранять несколько лет. Это позволяет использовать уже выросшие листья и начинать фотосинтез, когда условия весной становятся подходящими. Лиственница поступает иначе: её мягкая хвоя желтеет и опадает перед зимой. Значит, вечнозелёность характерна для многих хвойных, но не является обязательным признаком всей группы.

Размножение хвойных связано с шишками и переносом пыльцы. Мужские шишки образуют пыльцу, а в женских находятся семязачатки, из которых после опыления развиваются семена. У многих видов пыльцу переносит ветер: так растение может размножаться без насекомых-опылителей. Когда семена созревают, чешуи шишки раскрываются, и семена могут разноситься ветром или животными.

Шишка не является плодом, хотя в ней находятся семена. Плод образуется из частей цветка и заключает семена внутри, а у хвойных семена лежат на чешуях шишки и не скрыты в плоде. Разница важна, потому что хвойные относятся к семенным растениям, у которых нет цветков и плодов в обычном для цветковых растений смысле. Поэтому корректнее говорить о шишках и семенах, а не о плодах хвойного дерева.

Форма кроны помогает многим хвойным выживать в местах, где выпадает снег. У ели ветви часто направлены вниз, а крона сужается к вершине, поэтому снегу легче соскальзывать и он меньше ломает ветви. Это не универсальное правило для всех видов и условий, но такая форма часто встречается у деревьев холодных областей. Различия в кроне, хвое и шишках связаны с особенностями жизни каждого вида.

Признаки некоторых хвойных

Сравнивай растения по нескольким признакам, а не только по одному: так проще заметить различия между похожими видами. Таблица показывает типичные особенности, но у отдельных растений внешний вид может меняться с возрастом и условиями роста. Например, форма кроны у дерева в лесу и у растения на открытом месте бывает разной.

Разбор задач

Задача. Осенью ученик увидел два хвойных дерева: на одном хвоя осталась зелёной, а под другим лежали жёлтые иголки. Можно ли заключить, что дерево со сброшенной хвоей не относится к хвойным? Объясни ответ по признакам растений, а не только по времени года. Такой разбор помогает проверить, какие признаки действительно определяют принадлежность к группе.

1. Сначала определяем, какой признак проверяем. Если считать хвойным только вечнозелёное растение, то дерево, сбросившее хвою, ошибочно окажется исключением из группы. Но вечнозелёность свойственна не всем хвойным, поэтому одного этого признака недостаточно.

2. Затем вспоминаем, какие признаки важнее для определения хвойного растения. У него семена развиваются на чешуях шишек, а листья обычно имеют вид хвои. Эти признаки связаны с устройством растения и размножением, тогда как сохранение листьев зимой может различаться у разных видов.

3. Сравниваем наблюдения с известным примером. Лиственница относится к хвойным, хотя её мягкая хвоя осенью желтеет и опадает. Значит, сбрасывание хвои не исключает принадлежности дерева к хвойным; по одному этому наблюдению определить группу нельзя.

4. Формулируем вывод аккуратно. Если на дереве были характерные листья и шишки, а семена развивались на чешуях, оно может быть хвойным даже после осеннего листопада. Для точного определения вида нужно дополнительно рассмотреть форму хвои, её расположение на ветке и строение шишек.

Ответ: нет, сбрасывание хвои не означает, что дерево не хвойное. Лиственница — хвойное растение, которое сбрасывает хвою осенью. Для распознавания нужно учитывать несколько признаков, прежде всего особенности хвои и шишек.

Типичные ошибки

• Называть шишку плодом. Эту ошибку допускают, потому что в шишке можно увидеть семена и она выполняет роль в размножении. Проверь себя: у хвойных семена лежат на чешуях, а настоящий плод образуется из цветка и заключает семена внутри.

• Считать, что все хвойные сохраняют хвою зимой. Такое мнение возникает из-за того, что многие знакомые деревья, например ель и сосна, остаются зелёными. Вспомни лиственницу: она сбрасывает хвою, поэтому перед выводом проверь, относится ли признак ко всей группе или только к большинству её представителей.

• Определять дерево только по форме кроны. Крона меняется из-за возраста, освещения и места, где растёт растение, поэтому похожая форма ещё не доказывает, что перед тобой один и тот же вид. Для проверки сравни расположение хвои на ветке и вид шишек.

• Думать, что хвоя никогда не опадает. Поскольку дерево остаётся зелёным, может показаться, что его иголки не сменяются. Проверь себя, осмотрев землю под деревом и разные части кроны: старая хвоя постепенно опадает, а новая вырастает.

Связь с другими темами

Хвойные растения помогают изучать разнообразие живых организмов: их сравнивают с цветковыми по строению листьев и способу образования семян. Тема также связана с размножением растений, потому что пыльца, шишки и семена участвуют в появлении нового поколения. Наблюдая за хвоей и шишками, можно увидеть приспособления организмов к среде обитания. А роль хвойных лесов связывает эту тему с природными сообществами, почвой и жизнью животных.

Что запомнить

• Хвойные — семенные растения; у многих из них семена развиваются на чешуях шишек.
• Хвоя — листья в форме иголок или чешуек; она постепенно стареет и заменяется.
• Шишка не является плодом: семена хвойных не заключены внутри настоящего плода.
• Большинство хвойных сохраняет хвою зимой, но лиственница сбрасывает её осенью.
• Для распознавания растения сравнивай хвою, её расположение на ветке и шишки, а не один признак.