Гимносперме су најстарије семебиљке наше планете. Одиграли су важну улогу у развоју дивљине и настављају да заузимају значајан положај у животу Земље. Познате оморике, бор, јела, туја, тиса или ариш и мало познате велвицхиа, сага или гинко, сви су представници групе која се назива „Гимноспермс“. Њихову структуру и репродукцију размотрићемо касније у чланку.
Порекло и старост
Старост голосјемењача је 350 милиона година.Појавили су се у горњем девону (палеозоик) и на почетку мезозојске ере већ достигли врхунац. Претпоставља се да је њихово порекло повезано са постепеном еволуцијом спора папрати. У поређењу са њима, нове биљне врсте већ су имале овуле и поленова зрна, која су директно учествовала у стварању семена. Голосеменице су имале бројне предности:
- размножавање се одвијало без учешћа воде;
- омотач семена и снабдевање храњивим састојцима обезбедили су очување саднице.
Из ових разлога, након кратког времена, зеленаПокривач планете већ су чинили голосперми, чија су структура и размножавање допринели успешном развоју нових територија и еколошких ниша.
Конструкцијске карактеристике
У основи, ове биљке расту уоблик дрвећа и грмља, чешће зимзелени, а ретко листопадни. Понекад могу достићи огромне величине (секвоје, кедар). Претежна већина њихових листова је игласта или има изглед љускица. Они се називају иглама и садрже пролазе смоле.
Дрво чини већи део трупца. Садржи шупље мртве ћелије са перфорираним зидовима - трахеиде... Њихово присуство је особина специфична за ову групу биљака. Преко њих се врши узлазни проток воде од корена до лишћа.
Поред трахеида, дрво гимносперме садржитакође смолени пролази. Стога је представнике биљака ове групе лако препознати по мирисном четинарском мирису. Смола импрегнира дрво, што спречава његово пропадање. Због овога међу четинарима има пуно стогодишњака. На пример, неке секвеје су старе око 3 хиљаде година.
Најважнија еволуциона предност коју имају голосјемењаци је репродукција без учешћа капљичне влаге и присуство формација које делују као репродуктивни органи.
Репродуктивни органи голосјемењаца
Недостатак цвећа је кључна карактеристика коју имају голосјемењаче. До размножавања ових биљака долази уз учешће чуњева, или стробе... Ове формације је лако препознати на бору, смреци, јели, аришу и осталим четинарима. Они се могу назвати органима полне репродукције.
Обично су чуњеви хетеросексуални - могу бити мушки и женски и смештени или на истој биљци (једнодомни), или на различитим (дводомним), различите величине и боје.
Зову се мушке кврге микростробили, а жене - мегастробили... Стробила је скраћени и модификовани изданак, на коме се налазе споропхиллс - модификовани листови. Полен сазрева у микростробилама. Мегастробилае садрже овуле.
Карактеристике размножавања голосеме
Обично је то процес размножавања голоспермијаразматран на примеру белог бора. Ово је једнодомна биљка, односно мушки и женски чешери развијају се на истом дрвету. Први од њих су већи, црвенкасте боје. Други су мали, зеленкасти или сиво-сиви.
Шема размножавања голосеменицадовољно једноставно. Када полен сазри у микростробилису, он се излива, шири ветром и може прећи велике даљине. За ово је свако зрно полена опремљено посебним уређајима - кесама полена. Честице прашине доспевају на овуле које се развијају на мегастробилу. Тако се врши опрашивање.
Обично пада крајем пролећа или почетком лета. Опрашене женске шишарке су затворене, њихове ваге су залепљене смолом. Оплодња се одвија у овулама унутар затворених чуњева.
Како се одвија процес оплодње?
Унутар овуле је женски гаметофит,или врећица ембриона, која пролази кроз неколико фаза сазревања. Полен улази у полен на улазу у овулу, почиње да расте у поленску цев према архегонијама (од грчког арцхе - „почетак“, нестао - „материна материца“). Ова формација садржи јајну ћелију. Укупно се двоје од њих развијају у овули, али само једна пролази кроз оплодњу.
У то време је зрно полена већ сазрело двесперме и почео да се креће дуж растуће цеви. Када један од сперматозоида дође до јајне ћелије, долази до оплодње. Друга сперма одумире. Након фузије две полне ћелије настаје семенски ембрион - зигота. Сама овула се претвара у семе. Клијајући, користиће залиху хранљивих састојака.
Тако се репродукују голосјемењаче. Дијаграм овог процеса приказан је на фотографији.
Сазревање и ширење семена
Након оплодње,започиње сазревање семена. У обичном бору оба ова процеса трају 2 године. Када сазрију, чешери лигнификују и мењају боју. Постепено им се љуске отварају и из њих се просипају семена.
Гимносперме не дају плодове. Али да би се семе проширило на велике даљине, семе има посебне адаптације - птеригоидне опнене израстке, које ветар лако преноси.
Број врста и представника
Описана група укључује око 600-700 врста. Нису сви преживели до данас, неки представници постоје само у фосилном облику. На пример:
- кордаит;
- беннетите;
- семенске папрати.
Остали представници су распоређени по целом местуземаљској кугли и расте у свим климатским зонама: од јужних тропских (саго палми) до хладних северних географских ширина (кедар, ариш, смрека, бор).
Најстарији представник голосјемењаца,који постоје до данас, - Гинкго Билоба (билоба). Ова биљка назива се живим фосилом, јер расте на планети још од мезозојске ере, о чему сведоче бројни отисци у наслагама древних стена.
Еволуцијски развој
Прве голосјеменице настале у палеозоикуере, поседовали су низ предности које су им омогућиле да заузму доминантни положај на планети у то време. Ове еволуционе нове карактеристике називају се ароморфозе и омогућавају достизање новог нивоа у развоју нових територија и еколошких ниша. Постоји неколико таквих карактеристика које имају голосјемењаче:
- Размножавање се врши без учешћа воденог окружења. То је омогућило насељавање великих површина на копну.
- Оплодња се одвија унутар овуле и заштићена је од спољних утицаја - такве особине размножавања голосјемењаца осигуравају већу сигурност будуће биљке.
- Појава семена омогућила је будућем ембриону да обезбеди заштитне поклопце (семенски омотач) и снабдевање храном (ендосперм), што је заузврат повећало број биљака ове групе.
Управо су их ове особине разликовале од предака сличних папратима. Следећа, а данас последња, фаза еволуционог развоја биљног света је појава критосеменки.
Вредност голосеменица
Улога голосјемењаца тешко може бити прецењена.Они испуњавају око трећине светских шума, учествујући у пречишћавању ваздуха и сталном обнављању кисеоника. Поред тога, појава и широко распрострањење биљака на планети које производе велике количине кисеоника довеле су до појаве других организама који су способни да користе овај гас у процесу дисања.
Четинари су главни добављачи дрвета заразне сфере људског живота. Ова сировина се активно користи у производњи намештаја, грађевинарству, бродоградњи и другим стратешки важним областима привредних активности. Дрвена влакна смрче су посебно драгоцена у производњи висококвалитетних врста папира.
Гимносперми се широко користе у медицини.Посебне супстанце - фитонциди, које луче готово сви четинари, способни су да очисте ваздух од патогених микроба. Из тог разлога, већина санаторија и лечилишта изграђена је на територији четинарских шума. Таква терапија може значајно ублажити или елиминисати многе болести плућа.
