Гимноспермите са най-старото семерастения на нашата планета. Те изиграха важна роля в развитието на дивата природа и продължават да заемат значително място в живота на Земята. Добре известните смърч, бор, ела, туя, тис или лиственица и малко известни велвикия, сага или гинко са всички представители на група, наречена gymnosperms. Структурата и възпроизвеждането им ще разгледаме по-нататък в статията.
Произход и възраст
Възрастта на спортните растения е 350 милиона години.Те се появяват в горния дявонски (палеозойски) и до началото на мезозойската ера вече са достигнали своя връх. Предполага се, че техният произход е свързан с постепенната еволюция на споровете. В сравнение с тях новите растителни видове вече са имали овули и цветен прашец, пряко участващи във формирането на семето. Има редица предимства, които са притежавали фитоспермите:
- възпроизводството е станало без участието на вода;
- обелване на семена и снабдяване с хранителни вещества гарантираха запазването на разсада.
Поради тези причини, след кратко време, зеленоПокритието на планетата вече е съставено предимно от голосеменни растения, чиято структура и размножаване допринасят за успешното развитие на нови територии и екологични ниши.
Характеристики на структурата
Виреят предимно растения с имеформата на дървета и храсти, често - вечнозелени, а рядко - широколистни. Понякога те могат да достигнат огромни размери (секвойя, кедър). Листата в по-голямата част от тях са с игловидна форма или имат вид на люспи. Те се наричат игли и съдържат проходи от смола.
Дървесината представлява по-голямата част от багажника. Съдържа кухи мъртви клетки с перфорирани стени - трахеиди... Тяхното присъствие е характеристика, специфична за тази група растения. Чрез тях се осъществява възходящия поток на водата от корена към листата.
В допълнение към трахеидите, дървесината на голосеменните растения съдържасъщо смолни пасажи. Следователно представителите на растенията от тази група са лесни за разпознаване по ароматната им иглолистна миризма. Смолата импрегнира дървото, което предотвратява разпадането му. Поради това сред иглолистните дървета има много столетници. Например някои секвои са на около 3 хиляди години.
Най-важното еволюционно предимство, което имат голосеменните, е размножаването без участието на капкова влага и наличието на образувания, които действат като репродуктивни органи.
Репродуктивни органи на голосеменните
Липсата на цветя е ключова характеристика, която притежават голосеменните. Размножаването на тези растения става с участието на шишарки, или стробоскоп... Тези образувания са лесни за разпознаване на бор, смърч, ела, лиственица и други иглолистни дървета. Те могат да бъдат наречени органи на полово размножаване.
Обикновено шишарките са хетеросексуални - те могат да бъдат мъжки и женски и да са разположени или на едно и също растение (еднодомно), или на различни (двудомно), различаващи се по размер и цвят.
Извикват се мъжки подутини микростробилии жени - мегастробили... Стробила е съкратена и модифицирана издънка, върху която са разположени спорофили - модифицирани листа. Поленът узрява в микростробила. Мегастробилите съдържат яйцеклетки.
Особености на размножаването на голосеменните
Обикновено процесът на размножаване на голосеменнитеразгледан на примера на бял бор. Това е еднодомно растение, тоест мъжките и женските шишарки се развиват на едно и също дърво. Първите от тях са по-големи, червеникави на цвят. Вторите са малки, зеленикави или сиво-сиви.
Схема за размножаване на голосеменнитедостатъчно просто. Когато прашецът узрее в микростробилис, той се разлива, разпространява се от вятъра и може да пътува на големи разстояния. За това всяко поленово зърно е оборудвано със специални устройства - поленови торбички. Праховите частици попадат в яйцеклетките, развиващи се на мегастробила. Ето как се извършва опрашването.
Обикновено пада в края на пролетта или началото на лятото. Опрашените женски конуси са затворени, люспите им са залепени заедно със смола. Оплождането се извършва в яйцеклетките в затворените шишарки.
Как протича процесът на оплождане?
Вътре в яйцеклетката е женският гаметофит,или ембрионална торбичка, която предварително преминава през няколко етапа на узряване. Поленът навлиза в поленовия отвор на яйцеклетката, той започва да расте в поленовата тръба към архегонията (от гръцки arche - „начало“, отиде - „майчина утроба“). Тази формация съдържа яйцеклетка. Общо две от тях се развиват в яйцеклетката, но само една се подлага на оплождане.
По това време поленовото зърно вече е узряло двесперматозоиди и започна да се движи по нарастващата тръба. Когато един от сперматозоидите достигне яйцеклетката, се извършва оплождане. Втората сперма отмира. След сливането на две полови клетки се образува зародишен зародиш - зигота. Самата яйцеклетка се превръща в семе. Покълвайки, ще използва запасите от хранителни вещества.
Така се размножават голосеменните. Диаграма на този процес е показана на снимката.
Узряване и разпространение на семена
След наторяване,зреенето на семената започва. В бял бор и двата процеса продължават 2 години. Узрявайки, шишарките лигнизират и променят цвета си. Постепенно люспите им се отварят и от тях се изсипват семена.
Голосеменните не дават плодове. Но за да се разпространят на големи разстояния, семената имат специални адаптации - криловидни ципести израстъци, лесно пренасяни от вятъра.
Броят на видовете и представителите
Описаната група включва около 600-700 вида. Не всички от тях са оцелели и до днес, някои представители съществуват само във фосилна форма. Например:
- кордаит;
- бенетит;
- семенни папрати.
Останалите представители са разпределени навсякъдеземното кълбо и растат във всички климатични зони: от южните тропически (сагови палми) до студените северни ширини (кедър, лиственица, смърч, бор).
Най-древният представител на голосеменните,съществуващи и до днес, - Гинко Билоба (билоба). Това растение се нарича жив вкаменелост, тъй като расте на планетата от мезозойската ера, за което свидетелстват многобройни отпечатъци в находищата на древни скали.
Еволюционно развитие
Първите голосеменни растения, възникнали през палеозояера, притежавали редица предимства, които им позволявали да заемат господстващо положение на планетата по това време. Тези еволюционни нови характеристики се наричат ароморфози и позволяват да се достигне ново ниво в развитието на нови територии и екологични ниши. Има няколко такива характеристики, които имат голосеменните:
- Размножаването се извършва без участието на водната среда. Това направи възможно населяването на големи площи на сушата.
- Оплождането се извършва вътре в яйцеклетката и е защитено от външни влияния - такива характеристики на размножаването на голосеменните осигуряват по-голяма безопасност на бъдещото растение.
- Появата на семето направи възможно да се осигури на бъдещия ембрион защитни капаци (обвивка на семената) и запас от храна (ендосперм), което от своя страна увеличи броя на растенията в тази група.
Именно тези черти ги отличаваха от техните праподобни предци. Следващият и днес последен етап от еволюционното развитие на растителния свят е появата на покритосеменни растения.
Стойността на голосеменните
Ролята на голосеменните трудно може да бъде надценена.Те запълват около една трета от горите в света, като участват в пречистването на въздуха и постоянното обновяване на кислорода. Освен това появата и широкото разпространение на растенията на планетата, които произвеждат големи количества кислород, доведоха до появата на други организми, способни да използват този газ в процеса на дишането си.
Иглолистните дървета са основните доставчици на дървесина заразлични сфери на човешкия живот. Тази суровина се използва активно в производството на мебели, строителство, корабостроене и други стратегически важни области на икономическа дейност. Смърчовите дървесни влакна са особено ценни при производството на висококачествени сортове хартия.
Голосеменните се използват широко в медицината.Специални вещества - фитонциди, секретирани от почти всички иглолистни дървета, са в състояние да прочистят въздуха от патогенни микроби. Поради тази причина повечето санаториуми и здравни курорти са построени на територията на иглолистни гори. Такава терапия може значително да облекчи или премахне много белодробни заболявания.
