Голосеменные растения и их характеристика¶

Голосеменные — группа семенных растений, у которых семязачатки (семяпочки) расположены открыто на поверхности мегаспорофиллов или на специализированных побегах, а не заключены в завязь, как у покрытосеменных. Из семязачатков после оплодотворения формируются семена, также не защищённые стенкой плода. Голосеменные — древняя и разнообразная группа, господствовавшая в растительном мире в мезозойскую эру; в настоящее время она включает около 1000 видов, среди которых наиболее известны хвойные.

¶Общая характеристика

Голосеменные — это преимущественно деревья, реже кустарники и лианы; травянистых форм среди них нет. Характерные признаки группы:

• семена развиваются открыто, без плодовой оболочки;
• размножение происходит с помощью семян, а не спор, как у папоротников и мхов;
• для большинства характерна разноспоровость и гетероморфная смена поколений с преобладанием спорофита;
• опыление осуществляется ветром, у некоторых тропических видов — насекомыми;
• проводящая система представлена трахеидами, у гнетовых появляются настоящие сосуды.

В жизненном цикле доминирует диплоидный спорофит — само дерево или кустарник. Гаметофиты сильно редуцированы: женский представлен несколькими архегониями внутри семязачатка, мужской — пыльцевым зерном, формирующим пыльцевую трубку.

¶История и происхождение

Голосеменные возникли в конце девонского — начале каменноугольного периода, около 350–370 млн лет назад, от древних разноспоровых папоротниковидных предков. Расцвет группы пришёлся на мезозой: в юрском и меловом периодах существовали обширные леса из беннеттитов, саговников, гинкговых и хвойных, служивших кормовой базой для динозавров. С появлением покрытосеменных в середине мелового периода голосеменные утратили господствующее положение, сохранившись преимущественно в холодных, засушливых и горных областях.

¶Классификация

Современные голосеменные делят на несколько отделов и классов. Наиболее распространённая схема выделяет следующие группы:

Хвойные — самая многочисленная и хозяйственно значимая группа, распространённая на всех континентах, включая полярные области Северного полушария.

¶Строение и размножение

Типичный представитель — сосна обыкновенная. На её побегах развиваются два типа шишек: мужские (микростробилы) и женские (мегастробилы). В мужских шишках образуется пыльца, которая переносится ветром на женские шишки. После опыления пыльцевая трубка доставляет спермии к яйцеклетке; оплодотворение происходит через год после опыления, а семена созревают ещё через полтора года. Семена сосны имеют крылышко и распространяются ветром.

Листья хвойных чаще игольчатые (хвоя), покрытые кутикулой и устьицами, погружёнными в ткань, что снижает испарение. У лиственницы хвоя опадает на зиму; у большинства других хвойных сохраняется несколько лет.

¶Значение и применение

Голосеменные играют ключевую роль в природе и хозяйстве:

• Лесообразование. Хвойные леса (тайга) занимают огромные площади в России, Канаде, Скандинавии, формируя климат и среду обитания множества видов.
• Древесина. Сосна, ель, лиственница — основные источники строительной и поделочной древесины, сырья для целлюлозно-бумажной промышленности.
• Смолы и продукты переработки. Из сосны получают живицу, канифоль, скипидар; из можжевельника — эфирные масла.
• Пищевое и лекарственное сырьё. Семена кедровой сосны (кедровые орехи) употребляются в пищу; эфедра содержит алкалоид эфедрин, применяемый в медицине.
• Декоративное значение. Гинкго, туя, можжевельник, кипарис широко используются в озеленении.

В России голосеменные занимают около 70 % лесопокрытой площади; таёжные массивы Сибири и Дальнего Востока — крупнейшие в мире.

¶Интересные факты

• Гинкго двулопастный — «живое ископаемое», единственный сохранившийся вид целого отдела, существующего более 200 млн лет.
• Вельвичия удивительная из пустыни Намиб живёт более 1000 лет и имеет всего два листа, растущих непрерывно.
• Секвойя вечнозелёная — самое высокое дерево на Земле, достигающее 115 м.
• Древесина некоторых хвойных (например, лиственницы) настолько плотна, что тонет в воде.

¶Критика и проблемы

Интенсивная вырубка хвойных лесов приводит к обезлесению, эрозии почв и сокращению биоотического разнообразия. Ряд видов (секвойя, некоторые саговники, гинкго в дикой природе) занесены в Красную книгу и охраняются международными соглашениями.

Источники: Биологический энциклопедический словарь; учебники по ботанике для вузов; материалы Всемирного фонда дикой природы; Красная книга России.