Хвойные, или шишконосные, - самая распространенная и важнейшая группа среди современных голосеменных, представители которой хорошо известны жителям умеренных и холодных широт.
Хвойные - вечнозеленые деревья и кустарники. Такое название они получили из-за игольчатые листья, которые называют хвоей. Хвоя бывает длинной (сосна) и короткой (ель), размещенная на нагонах но одной или собрана в пучки. А шишконоснимы их называют из-за шишки, в которых в хвойных находятся семязачатки. Шишки весьма разнообразны по форме и размерам.
Размножаются хвойные семенами, которая образуется в шишках. Хвойные обычно однодомные растения. Они ветроопыляемых растениями, поэтому растут большими группами, что способствует лучшему опылению и образованию большего количества семян. Естественное вегетативное размножение в хвойных отсутствует, но человек научился размножать их вегетативно укореняя черенки с помощью веществ, способствующих укоренению (например кипарисы).
Хвойные распространены в теплых, умеренных и холодных областях земного шара, но большинство - в Северном полушарии. Наиболее распространенными являются сосны и ели (ил. 39.2). Широко известными являются: лиственница, пихта, кедр, кипарис, туя, тис и др..
Какие особенности строения и жизнедеятельности характерные хвойным?
Хвойные достигают 100-120 м высоты и до 10-16 м в диаметре, могут жить 2000-3000 лет и более. Однако длинный возраст (до 5000) имеет сосна долговечная, которая растет в горных лесах Калифорнии. Хвойным присущ верхушечный рост, т.е. они растут в высоту только верхушками. Ветви этих растений располагаются кольцами. Ежегодно образуется одно кольцо. По количеству этих колец можно подсчитать возраст растения. Хвойные имеют два типа побегов. Так, у ели, пихты, тиса побеги только удлиненные. У сосны, лиственницы, кедра является как удлиненные, так и укороченные побеги; листья при этом размещаются на укороченных нагонах. Ствол представлен в основном древесиной, в которой часто содержатся смоляные ходы - специализированная ткань, ОК видно просвещения смоляных ходов клетки которой заполнены смолами, бальзамами, фирн маслами.
Листья в большинстве голосеменных - многолетние, кожистые, линейные, имеют вид чешуек или игл. Игольчатые листья называют хвоей (откуда и одно из названий этих растений). На поперечном разрезе хвоя плоская, двух-или трехгранная. Сверху лист покрыт покровной тканью. Под ней находится слой клеток с утолщенными стенками, который защищает внутренние клетки от высыхания. Далее располагаются фотосинтезирующая и ведущая ткани. Есть в листьях и смоляные ходы (ил. 39.4).
Окончательно не установлено, от каких именно растений происходят голосеменные. Однако большинство ученых склоняется к мысли, что они произошли от вымерших папоротникообразных. Первые голосеменные внешне были очень похожи на папоротникообразные, из-за чего их называют семенными папоротниками. Именно эти растения и дали начало всем группам современных голосеменных. Одни из них представлены незначительным количеством или даже одним видом (гинкговые), другие являются довольно многочисленными (хвойные). Семенные папоротники дали начало и покрытосеменных.
Как происходит размножение хвойных?
Органом размножения и образования семян в хвойных есть шишка. Основном шишка имеет ось с двумя типами чешуи: покровные и семенах. Эти чешуи является, очевидно, видоизмененными листьями, которые либо деревенеют, или становятся мясистыми или кожистыми. Пильные мешки (спорангии) в хвойных собраны в стробилы, а семязачатки - в шишки (откуда второе название этих голосеменных). Пыльца в хвойных часто имеет воздушные камеры, способствует рассеиванию его ветром. Семена нередко имеет крыловидные приложения. Это приспособление к его распространению. Шишки образуются весной на верхушках сьогоричних побегов, а пыльцевые мешки скученные у основания годовых побегов. Они имеют желтоватый цвет. После созревания и рассеивания пыльцы пыльцевые мешки опадают. Обычно шишки твердые (сосна), кожистые (ель), реже чешуйчатые (туя), иногда бывают сочными (тыс, можжевельник) и тогда их называют шишкоягодами. Шишки первого года жизни до опыления семенных зачатков имеют красноватый цвет и мягкие на ощупь. После того, как с помощью ветра пыльца попадает на шишку, чешуйки шишки закрываются. Шишка деревенеет, становится зеленой и загибается к оси побега. Пильное зерно некоторое время (обычно до полугода) находится на верхушке семенного зачатка, а затем прорастают. Пыльцевая трубка, которая при этом образуется, растет очень медленно и попадает в яйцеклетку только через 12-15 месяцев с момента опыления, когда и происходит оплодотворение. В дальнейшем из зиготы образуется зародыш семени, из покровов семязачатка - семенная кожура, а в клетках эндосперма накапливается запас питательных веществ. Так формируется семя. Семена созревают в конце второго лета после опыления. По мере созревания шишка разрастается. Когда семя созревает, она с зеленой становится бурой. В зрелой бурой шишки зимой или в начале весны чешуи отклоняющихся семена высыпаются. Благодаря крыловидные выросты оно хорошо распространяется ветром. Высыпания семян происходит на третий год после опыления. Итак, хвойные размножаются семенами, которые образуется из семенных зачатков после оплодотворения (ил. 39.5).
Какие особенности распространения хвойных?
Хвойные распространены в обоих полушариях Земли. Они образуют леса на обширных территориях Северной Евразии и Северной Америки. Хвойные леса умеренных широт Северного полушария называют тайгой. Тайга Северной Евразии и Северной Америки отличается по составу хвойных деревьев. В лесах Евразии преобладают ели, пихты, лиственницы. А в лесах Северной Америки - тсуги, сосны, пихты. В Южном полушарии хвойных всего в умеренных областях Новой Зеландии, Австралии и Южной Америки. Здесь распространены араукарии, подокарпусы и агагисы, которые у нас можно увидеть только в оранжереях. Хвойное нет только в Арктике и Антарктиде. Около 90% лесов земного шара складываются или только из хвойных или из хвойных и лиственных деревьев. Наибольшее количество видов сосны, пихты, ели и лиственницы наблюдается вокруг Тихого океана, особенно в Китае. Это объясняется тем, что климат в зоне Тихого океана изменялся меньше с тех времен, когда хвойные процветали, то есть эту территорию можно назвать «колыбелью» хвойных.