Размножение голосеменных и покрытосеменных растений

Голосеменные и покрытосеменные растения — что это за разновидности

В биологии семенные растения делят на пять классов:

• цветковые;
• хвойные;
• цикадовые (саговниковые);
• гнетовые;
• гинкговые.

Первый называют покрытосеменными, а остальные (нецветковые) — голосеменными.

Это древний вид, возраст которого около 350-370 млн. лет, включает только древесные формы. К ним относятся:

• сосна обыкновенная;
• ель голубая;
• лиственница европейская;
• туя западная;
• кедр гималайский;
• пихта бальзамическая;
• гинкго двулопастный и другие.

Класс насчитывает 12 семейств, включает 1080 видов растений.

Многочисленная группа представлена разнообразными формами: травами, деревьями, кустарниками. Покрытосеменные преобладают на Земле, насчитывают 405 семейств и включают приблизительно 352 тыс. видов.

Сходство и отличительные особенности

Общие признаки обеих групп:

1. Размножаются семенами. Остальные растения образуют споры.
2. Имеют хорошо развитые вегетативные органы: корень, стебли, листья.

Отличительные особенности голосеменных/покрытосеменных растений:

1. Листья: чешуи, хвоя/остальные формы.
2. Органы размножения: микро- и макроспорангии/цветок.
3. Расположение семян: открытое/закрытое.
4. Время формирования зародыша: 1,5-2 года/несколько недель.
5. Видоизмененные органы для вегетативного размножения и запасания питательных веществ: нет/корнеплоды, луковицы, клубни.
6. Опыление: ветром и самоопыление/животными, ветром, водой и самоопыление.

Механизмы размножения голосеменных и покрытосеменных растений

Половое размножение — основной способ для обеих групп. Он позволяет растениям передавать наследственные признаки и приобретать новые свойства. Новый организм несет в себе свойства обоих родителей, так как образуется в результате слияния женских и мужских половых клеток (гамет). Несмотря на единый механизм, размножение голосеменных и цветковых имеет свои особенности.

Схема, с помощью чего происходит

Основную часть группы голосеменных составляют хвойные деревья, поэтому их размножение рассматривают на примере сосны обыкновенной.

Большинство видов имеют на одном дереве шишки обоих полов: мужские и женские. Первые растут группами у основания веток. Вторые — по одной на концах. Размножения происходит в несколько этапов:

1. В пыльце мужских шишек созревает мужской гаметофит со спермиями, в пыльце женских — женский гаметофит с яйцеклетками.
2. В конце весны мужские пыльцевые зерна сосны созревают и высыпаются. Ветер разносит пыльцу, и она оседает на женских шишках.
3. На чешуях женских шишек находятся семязачатки. Когда пыльца попадает на них, чешуи смыкаются. Происходит опыление.
4. На следующий год происходит оплодотворение. В мужской пыльце образуется два спермия, в женской — яйцеклетка. Она сливается с одним спермием — образуется зигота. Второй спермий погибает.
5. Зигота развивается в зародыш. Он формируется за счет питательных веществ материнского растения.
6. Зародыш вместе с питательными веществами и защитными оболочками образует семя.
7. Примерно через год семена созревают. Женские шишки раскрываются. Семена выпадают наружу.

Размножение покрытосеменных происходит в следующей последовательности:

1. Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) созревает в пыльце тычинок, женский — в пестике.
2. Пыльцевое зерно попадает на пестик и прикрепляется к его рыльцу.
3. Оно развивается в пыльцевую трубку, которая прорастает внутрь завязи.
4. Мужской гаметофит делится и образует два спермия.
5. Один из них сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение и образуется зигота.
6. Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Они образуют эндосперм.
7. Зигота делится и превращается в зародыш. Эндосперм служит для него источником питательных веществ. Зародыш и эндосперм вместе образуют семя.
8. Семя созревает, завязь пестика разрастается и превращается в плод.

Таким образом, в отличие от голосеменных, у цветковых растений оплодотворение сопровождается двумя слияниями, поэтому такой способ называют двойным оплодотворением.

Главный орган размножения покрытосеменных растений

Главный репродуктивный орган покрытосеменных — цветок. Он представляет собой видоизмененный побег, приспособленный для проведения полового процесса. Образование плода с семенами — его итог.

От шишек цветы отличаются тем, что во время опыления пыльца попадает на пестик, а не на семязачаток. Опыление бывает двух видов:

1. Самоопыление — пыльца с тычинок попадает на пестик того же цветка.
2. Перекрестное опыление — пыльца с тычинок попадает на пестик другого растения.

Цветок состоит из частей:

1. Стеблевой: цветоножка, цветоложе.
2. Листовой: чашелистики, лепестки.
3. Генеративной: тычинки, один или несколько пестиков.

Генеративная часть цветка принимает участие в процессе размножения.

Тычинка — мужской орган. Все тычинки одного цветка называют андроцеем. Они могут отличаться по форме и длине. Количество тычинок зависит от вида. У орхидных — одна, у мимозовых — несколько сотен.

Пестик — женский орган. Состоит из одного или нескольких сросшихся плодолистиков. В его полости находятся семязачатки (семяпочки). Совокупность пестиков называют гинецеем. Этот орган, как и сам цветок, есть только у покрытосеменных, поэтому группу еще называют пестичными.

Как размножаются и расселяются голосеменные растения

У голосеменных для полового процесса тоже приспособлен видоизмененный побег — шишка. Мужские и женские шишки могут располагаться на одном или на разных растениях. В первом случае деревья называются однодомными (ель, сосна), во втором — двудомными (гинкго).

Строение женской шишки на примере сосны:

• ось или стержень;
• кроющие и семенные чешуи;
• семязачатки.

У зрелой женской шишки на месте семязачатков должны появиться семена. Мужская шишка тоже имеет стержень и чешуи, но вместо семязачатков содержит пыльцевые мешочки с пыльцой.

Количество чешуй варьируется от нескольких штук (кипарис крупноплодный, тсуга) до нескольких десятков (пихта, кедр).

После созревания семян у многих видов пихт и елей шишки опадают в течение года. У сосен же созревшие шишки не раскрываются по нескольку лет. 3-4 года происходит развитие шишки настоящего кедра. Сосна Бранкса раскрывает чешуйки через 5-6 лет.