79 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жизненный цикл развития сосны обыкновенной

Цикл развития голосеменных растений на примере сосны обыкновенной

В жизненном цикле сосны обыкновенной доминирует спорофит – взрослое дерево, включающее в себя: корень, ствол, ветви (удлинённые побеги), укороченные побеги, листья, мужские и женские шишки.

Стержневая корневая система сосны достигает в глубину 20–30 м и может вступать в симбиоз с мицелием (телом) грибов, например, маслят, создавая микоризу (грибокорень). Гифы (выросты мицелия) оплетают корни сосны от кончиков к зоне всасывания и проникают внутрь, подключаясь к проводящим пучкам. Поглощая органические вещества из растения, гриб поставляет в растение воду с минеральными веществами.

Ствол – вертикальный одревесневший стебель достигает в высоту 30–40 м. Ветви (удлинённые побеги) на стволе располагаются мутовками, покрыты сидячими, спирально расположенными бурыми чешуеобразными листочками и заканчиваются яйцевидными, конусообразными, коричневыми почками. В пазухах чешуевидных листочков развиваются укороченные побеги, из которых растет по два листка – хвоинки. Пара листьев сосны обыкновенной, длиной 3–8 см, толщиной 1,5–2 мм, при основании покрытых влагалищем, функционирует (живет) 3–5 лет и опадает вместе с укороченным побегом.

Мужские шишки – спороносные колоски (стробилы), образуются весной у основания молодых удлиненных побегов. Они собраны на общей оси. Каждая отдельная шишка длиной 8–12 мм, желтого или розового цвета, состоит из короткого стержня (оси), на котором спирально расположены редуцированные спороносные листья – микроспорофиллы. С нижней стороны микроспорофиллов расположены по два микроспорангия. В микроспорангиях – пыльцевых камерах, в результате деления мейозом диплоидных клеток спорогенной ткани образуются гаплоидные микроспоры. В свою очередь микроспоры делятся митозом и образуют четырёхклеточный мужской гаметофитпыльцу. Пыльцевое зерно включает в себя вегетативную, генеративную (антиридиальную) и две проталиальные клетки. Проталиальные клетки являются резервными, поэтому, отставая через некоторое время в росте, отдают свой ресурс на развитие генеративной и вегетативной клеток, быстро дегенерируют и исчезают. Клетки пыльцы окружены двумя оболочками – внешней, толстой – экзиной и внутренней, тонкой – интиной. В двух местах экзина не срастается с интиной, образуя вздутия – воздушные мешки.

Женские конусовидные шишки, длиной 3–7 см, появляются на верхушках удлиненных побегов одиночно или группой по 2–3 шт. Состоят из оси, на которой спирально расположены покровные и семенные чешуи – мегаспорофиллы (женские спороносные листья). С верхней стороны семенных чешуй, у их основания, находятся по два семенных зачатка, прикрытые покровными чешуями. Семенной зачаток представляет собой мегаспорогенную ткань – нуцеллус, окружённый покровной тканью – интегументом. На верхушке семенного зачатка, обращенного к оси шишки, в интегументе остаётся отверстие – пыльцевход (микропиле).

Весной (в мае) после созревания пыльцы микроспорангии мужских шишек раскрываются, и пыльца разносится ветром. Опыление – это процесс попадания пыльцы на микропиле семенных зачатков. Во время опыления чешуи женских шишек широко раскрыты. Пыльца заносится воздушными потоками (ветром) между чешуями, прилипает к клейкой жидкости, которая выделяется из микропиле. Вследствие подсыхания клейкой жидкости пыльца затягивается через пыльцевход на нуцеллус. После опыления микропиле зарастает, чешуи женской шишки смыкаются, и вся шишка снаружи герметизируется (заливается) смолой. После попадания на нуцеллус вегетативная клетка пыльцы прорастает в него пыльцевой трубкой. Генеративная клетка заходит внутрь вегетативной клетки и движется в ее апикальной части. Следующие 13 месяцев пыльцевая трубка медленно врастает в нуцеллус, в направлении будущего женского гаметофита.

Рис. 40. Схема жизненного цикла сосны обыкновенной

Рис. 41. Жизненный цикл сосны обыкновенной

Через месяц после опыления одна клетка нуцеллуса – археспориальная клетка делится мейозом, образуя четыре гаплоидные мегаспоры. Три из них отмирают, а наиболее удалённая от микропиле четвертая мегаспора начинает расти. Ее развитие в мегагаметофит (женский гаметофит) начинается через шесть месяцев после опыления и требует для завершения своего формирования еще полгода. В течение этого времени клетка мегаспоры митотическим разделением увеличивает количество своих ядер примерно до 2000 шт. На 13 месяц после опыления в мегаспоре происходит цитокинез – разделение многоядерной клетки клеточными стенками, которые локализуют ядра в отдельных клетках. Образованная гаплоидная ткань называется эндоспермом. На 13–15 месяц после опыления ближе к микропиле из клеток эндосперма формируются два-три редуцированных архегония с яйцеклетками в середине. Эндосперм с двумя архегониями представляет собой женский гаметофит (заросток).

В период формирования женского гаметофита пыльцевая трубка (вегетативная клетка) прорастает через нуцеллус и эндосперм, заходит в один из архегониев. К этому моменту генеративная клетка пыльцы внутри вегетативной клетки (пыльцевой трубки) делится на две дочерние клетки – стерильную (клетку-ножку) и сперматогенную (клетку тела). После чего сперматогенная клетка делится на два спермия. Пыльцевая трубка с двумя спермиями в середине представляет собой полностью развитый мужской гаметофит. Проникнув в архегоний и достигнув яйцеклетки, апикальная часть клеточной стенки пыльцевой трубки разрушается, в полость архегония вливается цитоплазма, и один из спермиев соединяется с яйцеклеткой, формируя зиготу, другой спермий погибает. Процесс оплодотворения происходит приблизительно на 13-15 месяц после опыления. Обычно оплодотворяются и начинают развиваться в зародыши оплодотворенные яйцеклетки (зиготы) всех архегониев (полиэмбриология), однако, как правило, только один зародыш формируется полностью.

Следующие полгода (6 месяцев) после оплодотворения происходит формирование семени из семенного зачатка: зигота развивается в зародыш, эндосперм остаётся в качестве запасающей ткани семени, интегумент формирует оболочку семени с крыловидным выростом, нуцеллус расходуется на развитие эндосперма и зародыша. Семена сосны обыкновенной черного цвета диаметром 4-5 мм, с перепончатым крыловидным выростом оболочки семени длиной 12-20 мм, полностью вызревают в ноябре-декабре, через 18-21 месяц после опыления. Женские шишки при созревании становятся матовыми от серо-светло-коричневого до серо-зеленого цвета; открываются (широко раскрывают свои чешуи) с февраля по апрель и вскоре опадают.

Покрытосеменные или Цветковые растения –отдел высших семенных растений, особенностью которых является наличие цветка – органа полового размножения, в котором плодовые листочки (пестик), заключают в себе семенные зачатки. Другой особенностью покрытосеменных является образование в семенном зачатке семиклеточного женского гаметофита – зародышевого мешка и оплодотворение в нём двух клеток (яйцеклетки и центральной диплоидной клетки) – двойное оплодотворение. Отдел покрытосеменных насчитывает более 250 тыс. видов растений.

Дата добавления: 2015-04-24 ; Просмотров: 18646 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Цикл развития сосны (Pinus)

Сосна (Pinus silvestris) широко распрост­ранена в лесной зоне России. Мощ­ные высокие деревья на концах вет­вей несут почки, развивающиеся в побеги двух родов. Одни из них — удлиненные и покрыты буроваты­ми чешуйками, другие же, сидя­щие в пазухах этих чешуек, — укороченные, несущие пучки ли­стьев (хвоя), по 2 хвоинки в пучке.

У основания удлиненных по­бегов располагаются мужские шишки (рис. 148, 1, а), собран­ные в густое колосовидное соцве­тие. Каждая шишечка имеет про­дольную ось, к которой прикреп­ляются микроспорофил­лы, с нижней стороны несущие микроспорангии, в ко­торых развивается пыльца (микроспоры) (рис. 149).

Зрелая пылинка имеет ориги­нальный внешний вид (рис. 149, 4). Наружная ее оболочка (экзина) имеет 2 полушаровидных полых выроста — воздушных мешка, яв­ляющихся летательным аппаратом. Состоит пылинка из двух клето­чек — более мелкой верхней — антеридиальной и более круп­ной нижней — вегетативной. В таком виде пылинки подхваты­ваются ветром и переносятся на семяпочки женских шишек.

Рис. 148. Сосна (Pinus silvestris): 1. Ветка с шишками сосны: а — мужская шиш­ка; б и в — женские шишки. 2. Тычинка: г — сбоку; д — снаружи; 3. Направо кроющая че­шуя, за нею семенная чешуя, за которой (вни­зу) видны верхушки семяпочек. Налево (с об­ратной стороны) видны две семяпочки; за ними семенная чешуя. 4. Семенная чешуя зрелой шишки с двумя семенами: е — крыло; ж — семя. 5. Семя в продольном разрезе; виден зародыш
Рис. 149. Строение мужской шишки и пы­линки сосны (Pinus silvestris): 1. Продольный разрез через мужскую шишку. 2. Продольный разрез через микроспорофилл (тычинку). 3. Поперечный разрез через микроспорофилл. Видны два гнезда пыльника (мик­роспорангии). 4. Пылинка (проросшая микро­спора) с двумя воздушными пузырями; в микро­споре две клетки (антеридиальная — верхняя и вегетативная — нижняя)

Прорастание микроспор начинается еще внутри микроспорангия. Первоначально одноклетная и одноядерная микроспора начинает делиться. Сначала образуются две клетки — маленькая (рис. 150, 7, а) и большая (б). Большая клетка в свою очередь делится, отчленяя новую клетку (в), ко­торая прикладывается к маленькой (а) (рис. 150, 9). Оставшаяся клетка при дальнейшем делении дает четвертую клетку (г). Две верхние клетки вскоре расплываются и представляют собой последние следы вегетативной ткани гаметофита. Оставшиеся две клетки дают антеридиальную клетку (г), вокруг которой формируется оболочка, и вегетативную (д) (рис. 150, 11). На такой двухклетной стадии развития пыльцевое зерно (микроспора), ставшее свободным благодаря разрыву стенки спорангия, сдувается ветром. Попав через пыльцевход на вершину нуцеллуса семяпочки, пылинка оста­ется здесь в таком состоянии до следующего лета. Затем она прорастает, экзина ее лопается, а содержимое, окруженное внутренней оболочкой — интиной, вытягивается в пыльцевую трубку, которая растет в ткани нуцел­луса. Вблизи конца ее находится ядро пыльцевой трубки. Тем временем антеридиальная клетка делится на клетку-ножку (е) и материнскую клетку спермиев (рис. 150, 12, ж). Эти клетки являются остатками антеридия. Материнская клетка спермиев спускается вниз по пыльцевой трубке и делится на две мужские гаметы — спермия. Клетка-ножка антеридия посте­пенно разрушается и исчезает. Пыльцевая трубка дорастает до архегония, где лопается на нижнем конце, изливая в архегоний свое содержимое. Один из спермиев соединяется с яйце­клеткой, в результате чего осу­ществляется процесс оплодо­творения (рис. 151, 4). Другой спермий отмирает.

Читать еще:  Как уберечь лилии от проволочника

Спермиями называются мужские гаметы, лишенные жгутиков.

Рис. 150. Сосна (Pinus laricio) Образование и прорастание микроспоры: 1 — первое деление материнской клетки; 2 — второе деление: 3 — тетрада микроспор; 4 — микроспора; 5—12 — прорастание микроспоры

Женские шишки состоят из оси и спирально расположен­ных на ней чешуек, сидящих попарно (рис. 148, 1, б, в). Наружная, кроющая че­шуйка — мелкая; внутрен­няя, более широкая — пло­дущая (семенная) че­шуя (рис. 148, 3, 4). С внутренней стороны, обращенной к оси, последняя в нижней части несет две семяпочки. Семяпочка (мегаспорангий) снаружи покрыта интегументом, на вершине не срастаю­щимся. Здесь образуется канал (микропиле), ведущий внутрь семяпочки. Далее следует нуцеллус. В центре созревшей семяпочки помещается эн­досперм с двумя архегониями в верхней части (рис. 151).

Развитие семяпочки (рис. 152). Одна из клеток нуцеллуса (археспорий) делится редукционно. Затем каждая из клеток делится еще раз. Образуются 4 клетки, расположенные цепочкой. Нижняя из них (мегаспора), сильно разрастаясь, вытесняет три остальные, которые вскоре отмирают. Эта мегаспора прорастает внутри мегаспорангия, обра­зуя многоклетную ткань — эндосперм. В верхней части его форми­руются два архегония. Здесь, как и у саговников, нуцеллус гомологичен оболочке мегаспорангия. Иногда оплодотворяются оба архегония, но дальнейшее развитие получает лишь одна оплодотворенная яйцеклетка.

Оплодотворение у хвойных (на примере сосны) было впервые открыто русским ботаником, профессором Московского университета И. Н. Горожанкиным (1880, 1883). До исследования Горожанкина считали, на основании работ немецкого ботаника Страсбургера, что спермии растворяются и диффундируют через пыльцевую трубку к яйцеклетке. И. Н. Горожанкин установил, что перед оплодотворением конец пыльцевой трубки лопается, и спермий, входя в непосредственное соприкосновение с яйцеклеткой, производит оплодотворение. Этот процесс был показан И. Н. Горожанкиным на препарате (1883). При делении оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) постепенно формируется зародыш, развивающий­ся за счет эндосперма (рис. 153). Не весь эндосперм идет на развитие заро­дыша. Значительная часть его используется зародышем при прорастании семени.

Рис. 151. Строение семяпочки, оплодотворение и образование зародыша у сосны (Pinus): 1. Продольный разрез молодых чешуек из шишки Pinus laricio: а — кроющая чешуя; б — семенная чешуя; в — ядро семяпочки (нуцеллус); г — интегумент (покров); д — пыльцевая камера. 2. Продольный разрез зрелой семяпочки Pinus laricio: г — интегумент; д — нуцеллус; е — эндосперм (женский заросток); ж — архегонии; и — пыль­цевая трубка. 3. Верхняя часть семяпочки обыкновенной сосны (Pinus silvestris) на втором году развития семяпочки: г — интегумент; в — нуцеллус; е — эндосперм; и — яйцеклетка; к — брюшная канальцевая клетка; л — клетка шейки архегония; м — пыльцевая трубка; н — мужские гаметы (спермии); о — ядро пыльцевой трубки. Ни­же — остаток клетки-ножки антеридия. 4. Яйцеклетка Pinus silvestris в момент оплодотворения: п — ядро яйцеклетки; н — спермий. 5—10 — последовательные ста­дии развития зародыша: р — подвесок

Сформировавшийся зародыш состоит из короткого стебля, или подсемядольного колена, несущего на вершине розетку пер­вичных листьев, или семядолей, которые окружают конус нарастания стебля. Кончик корня, находящийся на нижнем конце подсемядольного колена, направлен в сторону семявхода. Зрелое семя выпадает из шишки и распространяется большей частью при помощи ветра благодаря особой летучке, соединенной с семенем (рис. 148). В дальнейшем, попав в благоприятные условия, зародыш трогается в рост, начинает прорастать, формируя растение (сеянцы).

Зрелое семя сосны впитывает воду; его семенная кожура лопается, и разрастающийся корешок направляется в почву; после этого подсемядольное колено удлиняется и приподнимает семядоли, еще окруженные эндоспер­мом. В течение этого периода семядоли всасывают запасные питательные вещества, содержащиеся в эндосперме, которые идут на развитие молодо­го растения.

Почечка затем развивается в вертикальный побег. Одно-, двухлетние сеянцы имеют только удлиненные побеги со спирально расположенными листочками. В дальнейшем вме­сто хвои на удлиненных побегах образуются бесцветные пленча­тые чешуйки, в пазухах кото­рых развиваются укороченные побеги, несущие только 2 хвои, что является характерным для взрослых особей обыкновенной сосны.

Женские шишки сосны име­ют двухлетний период развития. Опыление (перенос пыльцы из микроспорангиев на семяпоч­ку) происходит весной. Попав на нуцеллус, пылинка остается здесь до следующей весны, ког­да происходит прорастание пылинки и оплодотворение. К осени созревает семя. По мере роста шишка увеличивается в размерах. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 152. Развитие семяпочки сосны (схема): 1—8. Последовательные стадии развития семя­почки и женского заростка: а — нуцеллус; б — интегумент; в — археспорий; г — мегаспо­ры; д — эндосперм; е — архегонии

Таким образом, цикл развития сосны почти тот же, что и у саговников. Существенными отличиями являются:

  1. Более сильная редукция мужского гаметофита.
  2. Образование длинной пыльцевой трубочки.
  3. Неподвижные мужские ядра — спермии.

При наличии пыльцевой трубки, подводящей мужские элементы к архегонию, подвижные сперматозоиды излишни.

Эти признаки, как и целый ряд других данных (изучение ископаемых остатков, современное распространение и т. д.), заставляют считать сосну и другие хвойные деревья (ель, пихта, лиственница и др.) более совершенны­ми растениями по сравнению с саговниками.

Цикл развития сосны обыкновенной

а — ветка с шишками; б — женская шишка в разрезе; в-семенная чешуя с семязачатками; г — семязачаток в разрезе; д — мужская шишка в разрезе; е — пыльца; ж — семенная чешуя с семенами; 1 — мужская шишка; 2 — молодая женская шишка; 3 — шишка с семенами; 4 — шишка после высыпания семян; 5 — пыльцевход; 6 — покров; 7 — пыльцевая трубка со спермиями; 8 — архегоний с яйцеклеткой; 9 — эндосперм. Объяснения в тексте

На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит — эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие — пыльцевход, или микропиле.

Поздней весной или в начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Через микропиле пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся к этому времени два спермия по пыльцевой трубке попадают к архегониям.

Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.

Строение мужского стробила. Микроспорогенез и микрогаметогенез. На продольном срезе через мужскую шишку хорошо выделяется ось, к которой крепятся микроспорофиллы. В основании каждого из них размещаются гнезда двух крупных спорангиев (пыльцевых мешков). Гнезда микроспорангиев заполнены археспориальной тканью. Процесс микроспорогенеза состоит в том, что клетки археспориальной ткани делятся путем мейоза, в результате образуются тетрады гаплоидных микроспор. Каждая микроспора (пыльцевое зерно) имеет две оболочки: внутреннюю тонкую — интину и наружную, грубую и прочную — экзину. Характерной особенностью микроспор хвойных являются так называемые воздушные мешки, повышающие аэродинамические качества пыльцы, которая распространяется ветром.

Гаплоидное ядро микроспоры начинает делиться обычным митотическим путем. В результате двух, следующих друг за другом митотических делений, образуется четыре клетки: две проталлиальные, антеридиальная и сифоногенная. Проталлиальные (греч. проталлиум — заросток) клетки являются рудиментом вегетативного тела заростка. Эти клетки существуют очень непродолжительное время и вскоре разрушаются. Из сифоногенной (греч. сифон — трубка) клетки развивается пыльцевая трубка. Все дальнейшие изменения происходят с антеридиальной клеткой. Она делится еще один раз и, в результате этого деления, появляются клетка-ножка и спермагенная клетка. Назначение клетки ножки не вполне понятно, а вот при делении спермагенной клетки образуется две мужские гаметы — спермии. На этом процесс микрогаметогенеза заканчивается.

Строение женского стробила. Мегаспорогенез и мегагаметогенез. Более знакомая вам женская шишка (стробил) также имеет ось, к которой крепятся чешуи двух типов: пленчатые кроющие чешуи, в пазухах которых развиваются крупные плодущие или семенные чешуи. В основании семенных чешуй размещается по два семязачатка. Оба процесса: мегаспорогенез и мегагаметогенез происходят в семязачатке. Процесс мегаспорогенеза организован очень просто: внутри нуцеллуса обособляется клетка археспория, которая и становится материнской клеткой мегаспор.

В результате редукционного деления этой клетки образуется тетрада мегаспор, три из которых быстро погибают и идут на питание единственной оставшейся мегаспоре. Из гаплоидной мегаспоры вырастает женский гаметофит, который со временем занимает практически весь объем семени. По своей функциональной роли женский гаметофит является питательной тканью семени — эндоспермом. Необходимо подчеркнуть, что эндосперм голосеменных растений является гаплоидной тканью, в отличие от триплоидного эндосперма цветковых растений.

Читать еще:  Газонокосилка робот husqvarna automower x

На верхнем микропилярном полюсе гаметофита образуются два типичных архегония. В брюшке каждого из них находится крупная яйцеклетка. После формирования яйцеклетки женский гаметофит готов к оплодотворению. Оплодотворение совершается внутри семязачатка, при этом спермии по пыльцевой трубке проникают к архегониям и один из них сливается с яйцеклеткой. Вторая пара гамет обычно не дает зиготы. Такой тип оплодотворения называют сифоногамией. Из зиготы со временем развивается зародыш семени. Развитие зародыша — весьма сложный процесс, на деталях которого мы остановимся весьма поверхностно, поскольку это предмет особой дисциплины — биологии развития, которую вы будете изучать позже. При делении зиготы образуется две клетки: терминальная и базальная. Из терминальной клетки развивается так называемый подвесок, а из базальной — зародыш.

Строение зрелого семени. Строение зрелого семени голосеменных растений удобнее всего рассмотреть на примере так называемого «ореха» сосны сибирской. Название орех совершенно не уместно в строго научном смысле, поскольку — это тип плода, а плоды формируются только у покрытосеменных растений. Более правильно называть эту структуру семенем. Зрелое семя сосны сибирской имеет твердые покровы, в виде так называемой скорлупы. Они соответствуют наружным слоям интегумента. Под скорлупой размещается золотисто-коричневая пленочка, которая по своей морфологической природе является внутренним интегументом. Ядро семени главным образом состоит из эндосперма. На заостренном конце ядра имеется черная точка — зарубцевавшееся микропиле. Вокруг этой черной точки размещается небольшая бежевая оборочка — это все, что осталось от нуцеллуса семязачатка. Если аккуратно разрезать семя вдоль, то внутри семени можно обнаружить канал, в котором размещается зародыш. Зародыш прикреплен к подвеску и состоит из зародышевого корешка, гипокотиля — подсемядольного колена и многочисленных семядолей — зародышевых листьев.

Цветковые растения — самый крупный, высокоорганизованный отдел растительного мира, насчитывающий около 240 тысяч видов.

Отдел цветковые, или покрытосеменные, — Magnoliophyta, или Angiospermae

Цветковые включают 165 порядков, 540 семейств, около 13000 родов и, по-видимому, не менее 250000 видов, объединяемых в 2 класса и 12 подклассов.

От голосеменных они отличаются:

  • 1) Семязачатки у них заключены в более или менее замкнутую полость завязи (образованную одним или несколькими сросшимися мегаспорофиллами — плодолистиками), поэтому их чаще называют покрытосеменными.
  • 2) Наличием рыльца. Пыльца попадает не на микропиле семязачатка, а на рыльце.
  • 3) Гаметофиты развиваться более ускоренными темпами, чем гаметофитам голосеменных. Как женский, так и мужской гаметофиты образуются в результате минимального числа митотических делений. Половое поколение цветковых растений лишилось половых органов.
  • 4) Двойным оплодотворением, в результате которого образуется своеобразный триплоидный эндосперм цветковых растений.
  • 5) Наличием плодов, которые участвуют не только в защите семян, но и в их распространении.

В жизненном цикле цветковых доминирует спорофит, который размножается бесполым путем (образуются микро- и мегаспоры), гаметофиты крайне упрощены.

Микроспора целиком превращается в пыльцевое зерно, в нем мужской гаметофит представлен двумя клетками (вегетативная, образующая пыльцевую трубку, и генеративная, образующая спермии).

Весь мегаспорангий превращается в семязачаток и в нем созревает единственная мегаспора. Ядро мегаспоры делится и образует 8-ядерный зародышевый мешок (женский гаметофит).

Органом размножения покрытосеменных (цветковых) растений является видоизмененный репродуктивный (генеративный) побег — цветок.

В обоеполом цветке происходит микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение, развитие зародыша и образование плода с семенами.

Чередование поколений в жизненном цикле покрытосеменных растений: а — взрослый спорофит; 6 — обоеполый цветок; в-пыльник (микроспорофилл), рассеивающий микроспоры; г — завязь (видоизмененный мегаспорофилл — плодолистик) с 1 семязачатком и 1 мегаспорой; д — пыльцевое зерно, в котором микроспора формирует 2 — ядерный молодой мужской гаметофит; е — образование зрелого мужского гаметофита (пыльцевой трубки) и двух мужских гамет — спермиев с параллельным формированием зрелого женского гаметофита (зародышевого мешка) с яйцеклеткой и центральным диплоидным ядром; ж — проникновение спермиев в зародышевый мешок с последующим слиянием одного из них с яйцеклеткой, а второго — с центральным ядром (двойное оплодотворение); з — плод с семенами; и — зрелое семя; к — разрез семени с зародышем и окружающим его триплоидным эндоспермом (развивающимся из центрального ядра); л — проросток

Цветок, уникальная для этого отдела растений структура, содержит дающие начало семенам и плоду репродуктивные органы: тычинки и пестики. Серия делений определенных содержащихся в них клеток (материнских клеток мегаспоры и микроспоры), включая т.н. редукционное деление (мейоз), приводит к образованию половых клеток (гамет) с половинным числом хромосом в каждой. Для оплодотворения мужская гамета (спермий) из пыльцевого зерна (точнее, ее ядро) должна слиться с женской (яйцеклеткой), которая находится в семяпочке, заключенной в завязи пестика. Для этого образуется прорастающая сквозь пестик пыльцевая трубка.

При оплодотворении возникает зигота с нормальным для вида (двойным) числом хромосом. После серии ее делений формируется зародыш. Окружающие его ткани дифференцируются на наружную защитную оболочку семени и питательную ткань (эндосперм). Параллельно завязь (иногда вместе с соседними структурами) видоизменяется, превращаясь в плод. После периода покоя семя прорастает и зародыш развивается в новое растение. Жизненный цикл завершен.

Объяснение в тексте (см. ниже)

На спорофите образуются цветки (2), в цветках, несмотря на все их разнообразие и сложность строения, главными структурами являются тычинки (3) и пестики (4). В тычинках образуются микроспоры, которые тоже называются пыльцой (5), а в пестиках образуются семяпочки, из которых образуются мегаспоры (6,7). Семяпочки развиваются в завязи, и там они хорошо защищены. Из микроспоры должен образоваться мужской гаметофит. Мужской гаметофит крайне редуцирован — он состоит всего из двух клеток. Из одной клетки образуется пыльцевая трубка, а из другой — два спермия. Пыльца различными способами доставляется на рыльце пестика. Рыльце пестика покрыто сахаристой жидкостью, которая, во-первых, способствует прилипанию, а во-вторых, прорастанию пыльцы. Но эта жидкость также выполняет еще одну роль. Она позволяет прорасти пыльце только своего вида. То есть любая другая пыльца, попавшая на рыльце этого пестика, что бывает довольно часто, не прорастает. Внутри семяпочки происходят сложные процессы формирования женского гаметофита. Мегаспора делится три раза, образуется восемь клеток, и одна из получившихся клеток становится яйцеклеткой. Еще две клетки сливаются в центре этого гаметофита, и это образование называется зародышевым мешком. Когда пыльца попадает на рыльце пестика, она начинает прорастать, также, как и у голосеменных, образуется пыльцевая трубка, которая проникает в этот зародышевый мешок, и один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, а второй не отмирает, как у голосеменных, а оплодотворяет центральное ядро. Вначале оно было диплоидным, а в результате становится триплоидным. В результате из яйцеклетки развивается зародыш, а из триплоидного ядра образуется ткань, которая является питательной для зародыша, а затем и для развивающегося проростка. Тот орган, что получается из всех частей цветка после оплодотворения, называется плодом, т.е. семена заключаются в плод (8). Семя (9), попадая в благоприятные условия, прорастает, семенная кожура лопается, а в семени уже в готовом виде находится следующее поколение спорофита. Пока это еще зародыш, который уже имеет два семядольных листика, верхушечную почку и корешок (10). Когда кожура лопается, первым появляется корешок, он заякоривает это будущее растение в почву, начинает самостоятельно питаться, появляются зеленые листья, и в конце концов, этот бывший проросток (11) превращается в растение.

Сосна обыкновенная

Сосна обыкновенная (лат. Pinus sylvestris) – одно из популярнейших деревьев на территории России. Вечнозеленое, однодомное растение, произрастающее во многих азиатских и европейских регионах. Деревья этого вида вызывают повышенный интерес не только со стороны ботаников, но и у ландшафтных дизайнеров. Сосны становятся украшением парков, дворов и скверов.

Описание вида с ботанической точки зрения

Сосна обыкновенная – это вид хвойных деревьев, имеющий специфический освежающий аромат. Растение относится к роду Pinus, известна под другими названиями, связанными с географическим положением, в котором произрастает. Сосна обыкновенная имеет следующее строение: корневая система, ствол, хвоя в виде тонких хвоинок и ветки.

Ботаническое описание закрепилось официально вместе с научным названием в 1753 году.

Сосне присущи такие характеристики:

  1. Она представляет собой хвойное вечнозеленое дерево, средняя высота которого колеблется от 10 до 30 метров.
  2. Диаметр кроны до 10 метров, она высоко поднята, в форме конуса, с возрастом расширяющаяся, с горизонтальными ветками.
  3. Стройный и прямой ствол, достигающий до 1,5 метров в диаметре. С бороздчатой, пластинчатой и толстой корой у основания коричневого цвета. Ближе к верху ствол светлеет.
  4. Изначально побеги зеленоватого цвета, со временем становясь блестящими и охристыми. Может присутствовать легкий восковой налет. Молодые ветки на второй год имеют свойство менять цвет на серо-коричневый.
  5. Ветка расположены мутовчато, по такому расположению можно легко сосчитать возраст молодых сосен.
  6. Тонкая, плотная и жесткая хвоя сизо-зеленого цвета, немного изогнутая. Длина иголок зависит от места произрастания, может быть до 15 см. Растет пучками и держится по 2-3 года, в некоторых случаях и до пяти лет. В осеннее время цвет не меняется.
  7. Мужские цветы желтого или красноватого цвета, выглядят как яйцевидные колоски, расположенные в кучках у основания новых побегов. Женские – небольшие зеленые или красные шишки, которые распускаются на кончиках молодых побегов в количестве 1-3 шт. Опыление происходит посредством ветра. Сосны начинают цвести в конце весны-начале лета.
  8. Продолговатые яйцевидные плоды, матовые буро-коричневые, свисают вниз на небольших загнутых ножках. Чаще всего одиночные или в кучках по 2-3 штуки.
  9. Семена сосны также яйцевидной продолговатой формы, черные или серые, длина до 4 см. Имеется прозрачное крыло, в 3-4 раза больше размера семян. Зреют через два года после опыления в начале осени, при весеннем потеплении высыпаются, благодаря крыльям разлетаются по ветру.
  10. Плодоносить начинает в возрасте 10-15 лет. Если насаждения чересчур густые, то и с 30-40 лет. 100-летнее дерево в годы повышенной урожайности может принести до 1000 шишек.
  11. Однодомное растение, при этом преобладают однополые соцветия.
  12. Включена в Красные книги многих регионов Российской Федерации.
Читать еще:  Как рассадить лилии осенью

Сосна 5-летнего возраста может быть высотой до 3 метров.

Сколько лет живут сосны? Сосна обыкновенная может жить от 100 до 600 лет, ее жизненный цикл состоит их следующих циклов развития:

  • Семена попадают в почву, напитываются водой и пробиваются.
  • Зачаток корней направляется вглубь почвы.
  • Семядоли начинают приподниматься над поверхностью.
  • Весь запас питательных веществ из семени активно используется для дальнейшего роста.
  • Формируется вертикальный новый побег, на котором есть небольшая хвоя, расположенная по спирали.
  • По достижении двух лет на побеге появляются небольшие прозрачные чешуйки, в пазухах которых есть мелкие хвоинки.
  • В конце цикла сосна становится взрослым деревом, схема повторяется вновь.

Ареал произрастания

Сосна обыкновенная массово произрастает на территории России. Ее можно увидеть в большинстве стран материка, на островах. В большом количестве произрастает на территории Великобритании, на испанских берегах, в восточноевропейских регионах. На территории Монголии есть особый подвид, официально признанный ботаниками.

В местах, где растет сосна, свежий и бодрящий воздух. Она образует частые насаждения вместе с лиственными деревьями вроде дубов и берез. Не очень требовательна к видам почвы, может произрастать на неугодных для других деревьев площадях – болота и пески. Ареал обитания в РФ – в основном дальневосточные территории. Светолюбивые деревья, служащие основным способом быстрого и эффективного восстановления лесов после пожаров.

Особенности корневой системы

Корневая система сосны обыкновенной преимущественно стержневая. На территории болот она может быть поверхностного типа, для обеспечения растения кислородом. Подобная картина встречается в условиях вечной мерзлоты, однако на подобных участках сосну практически не найти.

В песках и обычной рассыпчатой почве формируются стержневые корни. В свежей песчаной почве сосны пытаются ухватить корнями любые капли влаги, поэтому от основного стержня развиваются длинные отростки. При обычном стержневом типе корневой системы сосны обыкновенной отростки прорастают на глубину до 30 метров, поэтому дерево сложно свалить ветрами и ураганами.

Срок жизни дерева

Возраст сосны в естественных условиях редко переваливает за 80 лет. Это происходит из-за постоянной вырубки лесов и множества вредителей и болезней, которые поражают ее на протяжении всего развития. К 70 дерево достигает до 25 метров в высоту.

В действительности срок жизни сосен составляет гораздо больше! В заповедных зонах есть экземпляры, которые живут до 300 лет!

Общего потенциала деревьев хватит до 600 лет жизни. Кедровые разновидности сосен живут до 1000 лет, а некоторые виды – до 5000. Такие долгожители находятся только в местах, недоступных для людей – на горных склонах и в густых чащах.

Посадка и уход

Успешное приживание молодых сосен невозможно без правильного выбора саженцев.

Растения должны продаваться только с закрытой корневой системой.

Такие деревья просто пересаживать, не опасаясь за то, что дерево не укоренится. В таких случаях обеспечивается лучший симбиоз с микоризой, которая обеспечивает дальнейшее питание растений, что очень важно при адаптации видов к типу почвы и внешним условиям.

Деревья с открытыми корнями быстро умирают из-за невозможности сохранить микроорганизмы в грунте, в пакетах или мешках грибок сразу же погибает. Контейнерные саженцы достаются из емкостей только в момент непосредственной посадки. Дерево старше 5-ти лет пересадить не получится.

Посадка производится в несколько этапов:

  1. Выкапывая посадочную яму, нужно обратить внимание на размер корней – он приблизительно равен габаритам контейнера. Прибавляется несколько сантиметров в ширину и глубину, после чего выкапывается яма.
  2. На дно ямы выкладывается 3-сантиметровый слой битого кирпича, шифера или гальки, сверху насыпают плодородную почву. В состав почвы обязательно должны входить: торф, перегной, немного речного песка и дерна. Дополнительно можно добавить примерно 1 чайную ложку нитроаммофоски, тщательно размешав все составляющие.
  3. Получившийся слой должен быть не более 2 см.
  4. Контейнер разрезается, из него аккуратно вынимается саженец. Перемещать растение в яму нужно очень аккуратно, не задевая ком земли с микроорганизмами.
  5. Корневая шейка не должна быть глубоко – после закапывания она должны быть на одном уровне с краем углубления.
  6. Все засыпается подготовленной смесью и утрамбовывается.
  7. Сразу после пересадки необходимо полить дерево десятью литрами воды.
  8. Далее место мульчируется, во избежание пересыхания почвы.
  9. В жару можно дополнительно поливать растение.

Семена сосны обыкновенной нужно предварительно подготавливать к высадке. Их помещают в раствор с высоким содержанием марганцовокислого калия, после чего проращивают в смоченной ткани в течение 2-3 недель. Особенности высадки семян:

  • Пересаживать нужно в отдельные емкости с хорошим дренажом и сосновой почвенной смесью.
  • Семена аккуратно заглубляют, стараясь не повредить корень.
  • Земля увлажняется из пульверизатора.
  • Контейнеры размещают на хорошо освещенном месте, периодически поливая по мере высыхания почвы.

Сосне требуется проведение мероприятий по уходу и формообразованию кроны. Это важно для молодых деревьев. Весной подрезают поломанные от снега и засохшие ветви, это нужно сделать до того, как в ветви лиственных деревьев начнет поступать сок. Для конусовидных сортов необходима обрезка центрального проводника, так они не будут расти вверх. Так ухаживать за деревом нужно каждую весну.

Болезни и вредители

Садоводы не всегда следуют всем правилам по уходу за соснами, поэтому периодически появляются различные вредители и заболевания. Это происходит по таким причинам:

  • слишком мало или слишком много влаги в почве;
  • слабая дезинфекция почвы перед пересадкой саженца;
  • отсутствие ежегодной весенней обрезки;
  • плохие удобрения;
  • неудачное место для посадки;
  • повреждение корневой системы при пересадке;
  • наличие зараженных растений;
  • слабая кислотность почв.

Одно из самых опасных заболеваний сосен – это корневая губка. Чтобы избежать ее появления, нужно сажают от дерева березы.

Признаки наличия заболеваний бывают разные:

  • изменения цвета ветвей;
  • опадание ветвей или хвои;
  • налет или пузыри на хвое и ветвях;
  • отверстия в стволе;
  • раковые язвы;
  • отмирание корневой системы.

Любой симптом требует немедленного лечения. Самая частая их причина – грибковые заболевания, которые могут привести к полному отмиранию растения.

Размножение

Один из способов размножения – семенем сосны. Видовые сорта получают только семенным способом, а вот декоративные растения получают посредством прививки. Стоит помнить:

  1. Свежие семена взойдут в первый год с вероятностью 95%, ежегодно она падает, окончательно пропадая через 7 лет. Собирать семена лучше в середине-конце осени.
  2. Для пробуждения семян нужны холодные температуры.
  3. Сеянцы хорошо переносят пересадку в почву.

Значение и использование в народном хозяйстве

Лучшим сырьем для смоло-скипидарного производства в настоящее время считается сосновый осмол, получаемый из пней, сучьев, корней и наплывов. Сосновые леса остаются основным сырьем для производства скипидара и канифоли. Древесина сосен необходима для получения винного спирта, кормовых дрожжей. Из нее производится множество материалов, используемых в строительстве. Из шишек получают красную краску.

Применение в ландшафтах

Сосны нашли свое применение в дизайне ландшафтов как элемент для укрепления почвы во время эрозий, поэтому их сажают на склонах. Дерево отлично озеленяет равнинные территории, его высаживают на территориях медицинских и реабилитационных учреждений. В городах сосну практически не встретить, ее не высаживают из-за нарушения фотосинтезирующих процессов, зато на элитных загородных поместьях сосны активно выращивают.

Лечебные свойства

Корневая система сосны обыкновенной используется в качестве сырья для лечебных настоек. Из сосновой живицы делают масло (скипидар) и пластыри. Заготовка сосновых почек начинается в зимнее и весеннее время, их срезают секаторами и высушивают на чердаках. Почки являются дезинфицирующим, противокашлевым и диуретическим средством, а также добавляются в ванны. Сосновая хвоя собирается лапками во время вырубок, из нее создают сосновое масло, применяемое при болезнях легких, почек и для лечения спазмов.

Сосна обыкновенная – это самое распространенное на материке дерево. Оно применяется во многих отраслях человеческой деятельности: при производстве лекарств, для строительства, в ландшафтном дизайне. Не очень требовательна к условиям внешней среды и хорошо освежает воздух.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector