Размножение и развитие голосеменных

Голосеменные растения — это группа растений, у которых семена развиваются не в плодах, а в видоизменённых побегах — шишках. Шишки могут быть мужскими и женскими.

Размножение голосеменных растений

1. Опыление. Мужские шишки производят большое количество пыльцы. Пыльца переносится ветром на женские шишки.

2. Оплодотворение. После опыления происходит прорастание пыльцевого зерна в семязачатке. Это процесс оплодотворения. Из зиготы развивается зародыш семени, а из покрова семязачатка — семенная кожура.

3. Образование семян. В результате оплодотворения образуются семена. Семена лежат открыто на чешуях женских шишек.

4. Распространение семян. Семена голосеменных распространяются с помощью ветра. Они имеют приспособления для полёта — крылышки.

Процесс размножения голосеменных, как и других высших семенных растений, более совершенен по сравнению с размножением споровых растений. Оплодотворение у голосеменных не зависит от наличия воды, что является большим эволюционным преимуществом.

После того как семя попадает в почву, оно прорастает. При прорастании семени первым появляется корешок. Он быстро растёт и укрепляется в почве. После этого начинает расти зародышевый побег.

У голосеменных впервые появляется главный корень, который начинает ветвиться, образуя боковые корни. Также впервые появляется и стержневая корневая система.

В отличие от спор, семена содержат запас питательных веществ, что позволяет зародышу развиваться в благоприятных условиях.

Голосеменные, в отличие от папоротников, способны размножаться без водной среды. Это связано с особенностями строения их репродуктивных органов.

Для голосеменных характерно половое размножение, при котором происходит слияние женской и мужской половых клеток. У голосеменных мужские половые клетки — неподвижные спермии, которые развиваются в пыльцевых зёрнах.

Женские половые клетки находятся в семязачатках, которые расположены на чешуйках женских шишек. Один из них содержит яйцеклетку.

Оплодотворение происходит, когда пыльца попадает на женскую шишку. В результате образуется семя, защищённое кожурой.

Развитие семян у голосеменных лучше защищено от неблагоприятных факторов. Это способствует их лучшему распространению.

Рассмотрим процесс размножения и развития голосеменных на примере сосны обыкновенной.

Сосна — однодомное растение. На одной особи развиваются женские и мужские шишки.

Мужские шишки располагаются у основания молодых побегов. Они имеют ось, на которой размещаются чешуйки. На нижней стороне чешуек находятся два микроспорангия — пыльцевые мешки. В них после мейоза формируются микроспоры. Из микроспор образуются пыльцевые зёрна, состоящие из двух гаплоидных клеток: генеративной и вегетативной. Генеративная клетка делится, образуя два спермия.

Женские шишки появляются весной на верхушках молодых побегов. Шишка представляет собой ось, на которой располагаются чешуйки. Чешуйки делятся на кроющие и семенные. На верхней стороне семенных чешуек формируются по два семязачатка. В каждом семязачатке есть ткань, содержащая эндосперм. В неё и проникает пыльцевая трубка.

Осенью первого года пыльца попадает на семязачатки. Происходит опыление. На следующий год происходит оплодотворение. Из зиготы образуется зародыш, из покрова — семенная кожура. К концу второго года формируется семя.

К началу созревания семян женские шишки становятся бурыми, чешуйки прижимаются к их оси. Воздушные мешки, расположенные на концах чешуек, способствуют тому, что чешуйки легко отгибаются. Зрелые семена выпадают из шишек. Благодаря наличию крыла, семя может переноситься ветром на большие расстояния.

Распространение семян — важный этап в жизненном цикле голосеменных. Без распространения семян эти растения не смогли бы существовать. Именно благодаря этому процессу голосеменные смогли завоевать большие территории и стать одними из самых распространённых растений на Земле.

Вопросы для закрепления:

1. Что такое голосеменные?

2. Какие особенности размножения и оплодотворения у голосеменных?

3. Как происходит развитие семян у голосеменных?

4. Почему голосеменные могут размножаться без воды?

5. Какую роль играет распространение семян в жизненном цикле голосеменных?

Примеры заданий:

1. Опишите процесс размножения голосеменных с указанием основных этапов.

2. Объясните, почему голосеменные лучше приспособлены к размножению и распространению семян, чем споровые растения.

Решения:

1. Процесс размножения голосеменных начинается с опыления. Мужские шишки производят пыльцу, которая переносится ветром на женские шишки. После опыления происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш, а из покрова семязачатка — семенная кожура. В результате образуются семена, которые распространяются ветром.

2. Голосеменные лучше приспособлены к размножению и распространению семян по сравнению со споровыми растениями, так как у них есть ряд преимуществ:

   • оплодотворение не зависит от наличия воды;
   • семена содержат запас питательных веществ;
   • наличие приспособлений для распространения семян ветром.