Отдел семенные растения - spermatophyta

1. Гинкговые (Ginkgoopsida)
Класс 2. Сосновые или шишконосные (Pinopsida или Coniferae)
Класс 3. Саговниковые или Цикадовые (Cycadopsida)
Класс 4. Гнетовые (Gnetopsida)
Класс 5. Покрытосеменные или цветковые
(Angiospermae или Magnoliópsida)

biloba). Его называют живым ископаемым, поскольку его ближайшие виды вымерли десятки миллионов лет назад.
В начале мела гинкговые, согласно ископаемым остаткам, были основными лесообразующими породами умеренной и теплоумеренной зон Северного полушария.
Жизненные формы: деревья, древесные лианы.
Стебли с слизевыми ходами. Вторичная древесина с трахеидами, пронизана серцевинными лучами.

Гинкго (Ginkgo sp.)

Класс 1. Гинкговые

Ginkgoopsida

Листья. Исходный тип – сложнорасчлененные вайи, в ходе эволюции – упрощение с образованием простых листьев. Спорофиллы с мега- и микроспорангиями, у некоторых – микросинангии.
Особенности жизненного цикла.
Разноспоровые растения.
Оплодотворение происходит с помощью сперматозоидов.

Китая. В культуре он широко распространен в Японии и Китае, откуда был завезен в Европу и Сев. Америку.
Это высокое листопадное дерево, достигающее 40 м выс. и 4,5 м в диам.
Гинкго очень долговечен, доживает до 2000 лет. Его листья имеют характерную вееровидную лопастную пластинку и длинный черешок.

Гинкго двулопастный
(Ginkgo biloba)

Класс 1. Гинкговые

в пазухах листьев.
Мужские стробилы сережковидные.
Пылинка состоит из 2-х клеток – антеридиальной и гаусториальной.
Мужские половые клетки подвижные.
Мегастробилы имеют два семязачатка, из которых обычно развивается только один.
Опыление происходит весной, оплодотворение – осенью, иногда в опавших семязачатках.
Семена гинкго (рис.) билатеральные, прорастают без периода покоя, съедобны.
Разводят его чаще как декоративное растение. Оно устойчиво к промышленному задымлению воздуха и многим заболеваниям.

Микростробилы

Мегастробилы

Семена

Типовой род – cосна (Pinus).
Особенности жизненного цикла.
Разноспоровые растения.
Важнейшее эволюционное приобретение семенных растений – внутреннее оплодотворение.
Жизненные формы. Древовидные – вечнозеленые, реже листопадные деревья, кустарники.
Тип стели: эустела. Вторичная ксилема обычно состоит из лестничных трахеид.

Сосна обыкновенная
(Pinus sylvestris)

Листья простые, цельные (чешуевидные, игольчатые).

Класс 2. Сосновые

покровом (интегументом).
Семязачатки голые, расположены на мегаспорофиллах, собранных в мегастробилы. Совокупность мегаспорофиллов называется шишкой.

Молодая шишка (мегастробил)

Микроспоры находятся в пыльниках (микроспорангиях), расположенных на микроспорофиллах. Микроспорофиллы обычно собраны в микростробилы.

Класс 2. Сосновые

состоит из 1-3 быстро отмирающих проталлиальных клеток, антеридиальной и вегетативной. Он лишен антеридиев и достигает полного развития на семязачатке.

Класс 2. Сосновые

Развитие женского гаметофита, оплодотворение и начальные стадии развития спорофита (зародыша) происходят внутри нуцеллуса из мегаспоры.

антеридиальная
клетка

вегетативная
клетка

воздушные мешки

пыльца (незрелый мужской гаметофит),
оболочки: экзина, интина

спермагенная клетка
(дает 2 спермия)

зрелый мужской гаметофит

в щели между семенными чешуями и оседает на семязачатках, т.е. происходит опыление. После попадания пыльцы на пыльцевходы семязачатков чешуи женских шишек склеиваются смолой. Шишка зеленеет, чешуи разрастаются, деревенеют и плотно смыкаются.

На пыльцевходе семязачатка вегетативная клетка пылинки вытягивается в длинную пыльцевую трубку. У одних видов пыльцевая трубка в течение нескольких недель достигает архегониев, а у других это прорастание длится несколько 12-14 месяцев (например, у сосны), и оплодотворение происходит только спустя год после опыления. Пыльцевая трубка растет по направлению к архегониям, в растущем конце ее находятся 2 спермия. Удлинившаяся пыльцевая трубка проникает через пыльцевход к яйцеклетке и высвобождает два спермия. Один спермий сливается с яйцеклеткой, второй – погибает. Погибает и неоплодотворенная яйцеклетка во втором архегонии.
В адаптивном отношении чрезвычайно важно, что впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от капельно-жидкой водной среды.

надежно защищают зародыш и питательные вещества семени. Семена всех хвойных прорастают после периода покоя.
Зародыш семени, состоящий из первичного корешка, стебелька, верхушечной почечки и нескольких семядолей, определенное время покоится. Чаще всего после созревания семян чешуи шишек расходятся, семена высыпаются, шишки опадают. Иногда шишки не опадают, а распадаются на отдельные чешуи, высвобождая таким образом семена. У многих хвойных семена имеют пленчатое крылышко, обеспечивающее перенос ветром. Семена – более совершенные, чем споры, единицы размножения и расселения, поскольку в них есть не только сформированный зародыш, но и запас питательных веществ, необходимый на первых этапах его развития. Плотные оболочки эффективно защищают семя от неблагоприятных природных факторов, многие из которых губительны для большинства спор.

Класс 2. Сосновые

(4 ядра)

женский
гаметофит

архегонии

2n

n

определило их расцвет при постепенном иссушении климата.
Сосновые – очень древняя группа высших растений. Ее представители найдены в отложениях девона, около 350 млн. лет назад.
Расцвет группы начался в конце палеозоя и продолжился в мезозое (триас, юра, мел), особенно в период активного горообразования, поднятия материков и иссушения климата.
В это время Сосновые заняли место папоротниковидных в растительном покрове Земли.
Сейчас Сосновые распространены по всему земному шару. В умеренных широтах Северного полушария они образуют обширные хвойные леса, называемые тайгой.

Класс 2. Сосновые

карбоне они составляли значительную часть заболоченных прибрежных лесов. Заросли кордаитов напоминали современные хвойные леса.
Многие имели ходульные корни, аэренхиму в корнях, листья у них были более крупными (достигали 1 м дл. и 20 см шир.).
Многие были двудомными.

Подкласс 1. Кордаитовые

Включает два подкласса: кордаиты (Cordaitidae) и хвойные (Pinidae).

и хозяйственно значимые растения (сосна, пихта, ель, лиственница и др.).
Жизненные формы. Деревья и кустарники с игольчатыми или чешуевидными листьями (у некоторых, например, у араукарии и подокарпуса они широкие, ланцетные).
Вечнозеленые растения, редко листопадные (лиственница).
Анатомия стеблей однообразна. Отличается развитой древесиной и менее развитой корой и сердцевиной. Ксилема на 90–95% состоит из трахеид. Смоляные ходы характерны только для семейства сосновых.

крупные роды сосна, пихта, ель, лиственница. На корнях многих лесообразующих пород имеется микориза.
Их древесина очень разнообразна и издавна была основным строительным материалом.
Сосна обыкновенная на укороченных побегах несет по две хвоинки, а сосна сибирская, или кедровая – по пять хвоинок.
Ели и пихты – наиболее крупные в семействе, они достигают 60 м высоты, 2 м в диам., и возраста 500 лет.

Сосна обыкновенная
(Pinus sylvestris)

Порядок Сосновые

Класс 2. Сосновые
Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

Пихта сибирская (Abies sibirica)

Ель сибирская – (Picea obovata)

что сбрасывает листья на зиму. Хвоя лиственниц мягкая, плоская, с беловатым рядом устьиц, заметным снизу. Хвоинки располагаются пучками на укороченных побегах (так называемых брахибластах).
На Урале и в Зап. Сибири широко распространена лиственница сибирская, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке – лиственница Гмелина.

Класс 2. Сосновые
Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

древесину, поэтому эти леса подверглись значительным вырубкам.

Семейство подокарповые включает небольшие деревья и кустарники, только несколько видов подокарпуса представлены крупными деревьями. Женские шишки редуцированы до одного семязачатка и, помимо интегументов, окружены дополнительным сочным или кожистым покровом (эпиматием). Листья крупные, до 35 см дл. и 9 см шир.

Араукария Кука (Araucaria cookii)

Подокарпус (Podocarpus totara)

Порядок Подокарповые

Порядок Араукариевые

Класс 2. Сосновые
Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

очень ограниченный ареал. Сюда относятся такие гиганты растительного мира как мамонтово дерево (фото), секвойя вечнозеленая, таксодиум мексиканский, превышающие 100 м выс. и 10 м в диам.
Их возраст составляет 3–4 тысячи лет.

Секвойядендрон гигантский

Порядок Таксодиевые

Класс 2. Сосновые
Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

Женские шишки кипарисовых нередко становятся сочными (например, у можжевельника). В южных городах России культивируются пирамидальные формы кипариса вечнозеленого. В более северных районах в озеленении чаще используют туи.

Класс 2. Сосновые
Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

Порядок Таксодиевые

и теплоумеренных лесах Северного полушария. Женская шишка окружена бокальчатым покровом (ариллусом). При созревании он становится сочным (красный или желтый) и иногда полностью окружает семя.

Тисс ягодный (Taxus baccata)

Порядок Тиссовые

Класс 2. Сосновые
Подкласс 2. Сосновые (Pinidae)

низкорослых жестколистных вечнозеленых лесах и кустарниковых зарослях.
Занимает второе место по видовому богатству после хвойных.
Жизненные формы: древовидные, внешним обликом напоминают пальмы с перисто рассеченными листьями. Имеют стробилы. Достигают 20 м выс. и 1 м в диам. Иногда встречаются эпифиты. Исключительно двудомные растения.
Гаметы. Мужские гаметы – сперматозоиды – имеют двигательный аппарат. Они способны к активному движению в водной среде микропилярной камеры по направлению к яйцеклетке.

Замия широколистная
(Zamia latifolia) на Кубе

Cycadopsida

Класс 3. Цикадовые или Саговниковые

– саговник поникающий (фото), происходящий из Южной Японии.
Кора и сердцевина содержит до 40% крахмала, поэтому в прошлом они использовались для получения саго – крахмалистого пищевого продукта.

Cycadopsida

Саговник поникающий
(Cycas revoluta)

Класс 3. Саговниковые

время с динозав-рами). Наиболее известны роды вильямсония и цикадеоидея. Внешним обликом напоминали пальмы.

Вильямсония. Внешний вид (реконструкция)
Подкласс Беннеттитовые

Цикадеоидея. Внешний вид

примитивных из современных покрытосеменных. Микроспорофиллы с большим числом микроспо-рангиев располагались на периферии стробилов (1), а редуцированные мегаспорофиллы – в их центральной части (2). Каждый из них имел по одному семязачатку. Спорофиллы были окружены покроволистиками (3), функционально сходными с околоцветником цветковых растений.

Обоеполый стробил цикадеоидеи

заполнял все семя. Семена имели две хорошо развитые семядоли, в которых находились запасные питательные вещества.

Женская часть
стробила беннеттитовых

наличие похожего на околоцветник покрова (оболочки) вокруг стробилов;
3) признаки прошлой обоеполости стробилов, особенно хорошо выраженные у вельвичии;
4) длинные микропилярные трубки, образованные вытянутым интегументом;
5) наличие сосудов во вторичной ксилеме, резко отличающее их от всех остальных «голосеменных».

единственным родом гнетум (Gnetum). К нему относится около 30 видов.
Жизненные формы. Крупные древесные лианы, деревья и кустарники, обитающие во влажных тропических лесах Южной Америки, Африки и Южной Азии.
Листья крупные, цельные, кожистые, с короткими черешками, напоминают листья некоторых покрытосеменных.
Двудомные растения.

Гнетум (Gnetum gnemon)

Мужское растение

плотные сережки, микроспорофиллы расположены мутовчато.
Женские стробилы собраны в рыхлую кисть. Мегастробил состоит из одного семязачатка и двух покровов (рис.).
Наружный покров при созревании семени становится сочным и ярко окрашенным, а внутренний – отвердевает. Из семян гнетума получают пищевое масло.

Гнетум

– дерево-карлик с длинным стержневым корнем, толстым коротким стволом и двумя листьями, растущими всю жизнь (до 2000 лет). Резко выраженный ксерофит, приспособленный к условиям пустынного климата.

Порядок вельвичиевые включает одноименное семейство вельвичивые с одним родом и единственным видом – вельвичией удивительной (Welwitschia mirabilis).
Названа в честь ботаника Фридриха Вельвича, который в 1860 г. открыл это растение на юге Анголы.

Произрастает в каменистых пустынях Юго-Западной Африки.

постоянно нарастают у основания. На верхушке расщепляются и отмирают. Влагу поглощают из густого тумана через многочисленные устьица (22 тыс. на 1 кв. см) на обеих сторонах листьев.

Вельвичия удивительная

нет. Формируется несколько женских половых клеток, одна из которых после оплодотворения дает семя.

Вельвичия удивительная

единственным родом эфедра (Ephedra). К нему относится около 40 видов.
Жизненные формы. Это небольшие, сильно ветвящиеся вечнозеленые кустарники, внешне напоминающие хвощи (рис.). Распространены в засушливых областях Евразии и Америки. Эфедры – двудомные растения, крайне редко однодомные.
Стробилы однополые, мелкие. Микростробилы собраны
в шаровидные образования (1). Они состоят из 1–8 микроспорангиев (2).

Эфедра двухколосковая
(Ephedra distachya)

Мужское растение

1

2

на которой находится несколько супротивных пар чешуевидных листьев и одиночный верхушечный семязачаток (рис.), окруженный толстым мясистым покровом, который условно называют «околоцветником». Внутренний слой интегумента вытянут в микропилярную трубку, улавливающую микроспоры.
Женский гаметофит образует гаплоидный эндосперм, в который погружены архегонии (оплодотворяется только один).

Эфедра двухколосковая
(Ephedra distachya)

Женское растение

покров

пыльцевая камера

интегумент, вытянутый
наверху в пыльцевую трубку

нуцеллус

стерильные чешуи