Gimnosperme: reproducere și structură. Particularitățile reproducerii gimnospermelor

Gimnospermele sunt cele mai vechi plante de semințe ale planetei noastre. Ei au jucat un rol important în dezvoltarea faunei sălbatice și continuă să ocupe o poziție semnificativă în viața Pământului. Ei bine-cunoscut ne-molid, pin, brad, arborvitae, tisa sau larice și puțin cunoscute Welwitschia, saga sau ginkgo - toți membrii grupului, numit „gimnosperme“. Structura și multiplicarea acestora sunt discutate în articol.

Origine și vârstă

Vârsta gimnospermelor este de 350 de milioane de ani. Ele au apărut în Devonianul superior (paleozoic) și la început Era mezozoică au ajuns deja la vârf. Probabil că originea lor este asociată cu evoluția treptată a porumbeilor. În comparație cu acestea, o nouă specie de plante avea deja ovule și boabe de polen direct implicate în formarea semințelor. Au existat o serie de avantaje pe care gimnospermele posedau:

• reproducerea a avut loc fără participarea apei;
• Frunzele seminale și o cantitate de nutrienți au asigurat siguranța germenilor.

Din aceste motive, după o scurtă perioadă de timp, acoperirea verde a planetei cuprindea deja gimnosperme, structura și reproducerea cărora au contribuit la dezvoltarea cu succes a unor noi teritorii și nișe ecologice.

Caracteristicile structurii

În general, aceste plante cresc sub formă de arbori și arbuști, mai des - etern și, rareori, de foioase. Uneori pot ajunge la dimensiuni uriașe (sequoia, cedru). Frunzele în marea majoritate a acestora sunt aciculare sau au aspectul de cântare. Acestea se numesc ace și conțin cursuri rășinoase.

Lemnul formează cea mai mare parte a trunchiului. Conține celule goale, cu pereți perforați - traheide. Prezenta lor este o caracteristica specifica acestui grup de plante. Prin ele se produce fluxul în sus al apei de la rădăcină la frunze.

În plus față de traheide, lemnul gimnospermelor conține, de asemenea, pasaje de rășini. Prin urmare, reprezentanți ai plantelor din acest grup sunt ușor de recunoscut de mirosul mirosului de conifere. Rășina impregnează lemnul, ceea ce împiedică degradarea acestuia. Datorită acestui fapt, printre conifere foarte mulți centenari. De exemplu, vârsta unor secvențe este de aproximativ 3 mii de ani.

Cel mai important avantaj evolutiv pe care gimnospermele îl posedă este reproducerea fără participarea umidității la picurare și prezența formațiunilor care îndeplinesc rolul organelor de reproducere.

Organele de reproducere ale gimnospermelor

Absența culorilor este o trăsătură cheie a gimnospermelor. Reproducerea acestor plante are loc cu participarea conurilor sau strobilae. Aceste formațiuni sunt ușor de recunoscut pe pin, molid, brad, zada și alți reprezentanți ai coniferelor. Ele pot fi numite organe de reproducere sexuală.

De obicei, loviturile sunt diferite - pot fi bărbați și femei și pot fi localizate fie pe una plante (monoeiste), sau pe diferite (dioice), care diferă în mărime și culoare.

Se numește conuri de sex masculin microstrobiles, și femeie - megastrobilami. Strobila este un scurtat și o scăpare modificată, pe care sporofile - frunze modificate. În microstrobili polenul se înroșește. În megastrobili se găsește grâu.

Caracteristicile reproducerii gimnospermelor

De obicei, procesul de reproducere a gimnospermelor este luat în considerare în cazul pinilor scoțieni. Această plantă monoeică, adică conuri de sex masculin și feminin, se dezvoltă pe un singur copac. Primele sunt mai mari, roșiatice. Al doilea - mic, verzui sau gri.

Modelul de reproducere a gimnospermelor este destul de simplu. Când polenul se înroșește în microstrobil, se scurge, se răspândește de vânt și poate călători pe distanțe lungi. Pentru a face acest lucru, fiecare boabe de polen este echipat cu dispozitive speciale - pungi de polen. Praful cade pe grâu, în curs de dezvoltare pe megastrobilah. Acesta este modul în care are loc polenizarea.

De obicei vine la sfârșitul primăverii sau începutul verii. Conurile conice feminine sunt închise, iar solzii lor sunt lipiți împreună cu rășina. Fertilizarea are loc în ovulele din interiorul conurilor închise.

Cum are loc procesul de fertilizare

În interiorul ovulei este o mamă gametofită sau un sac de embrioni care pre-trece mai multe etape de maturare. Polenul devine pe ovulului pyltsevhod, începe să crească în tubul de polen spre archegonium (de la Arche greacă - „începutul“, plecat - „uter“). Această formațiune conține un ou. În total, în ovul lor, două se dezvoltă, însă numai unul este fertilizat.

Până când boabele de polen au maturizat deja două sperme și au început să se deplaseze de-a lungul tubului de creștere. Când unul dintre spermatozoizi atinge ovulul, are loc fertilizarea. Cel de-al doilea spermă este pe moarte. După fuziunea celor două celule sexuale, se formează germenul sămânței - zigotul. Sămânța însăși este transformată într-o sămânță. Sprouting, se va bucura de o cantitate de nutrienți.

Acesta este modul în care apare reproducerea gimnospermelor. Schema acestui proces este prezentată în fotografie.

Îmbătrânirea și împrăștierea semințelor

După ce sa produs fertilizarea, începe maturarea semințelor. În pinul scoțian, ambele procese durează 2 ani. Ripening, conuri lignified și schimba culoarea. Treptat, scările lor se deschid, iar semințele se varsă din ele.

Gimnospermele nu fac fructe. Dar, pentru a se răspândi pe distanțe lungi, semințele au adaptări speciale - ieșiri membranare asemănătoare aripilor, ușor tolerate de vânt. Dacă condițiile externe nu favorizează germinarea, semințele se pot odihni mult timp până când se instalează regimul optim de temperatură. Aceste caracteristici au permis gimnospermelor să atingă un număr mare de specii și să se răspândească pe suprafețe mari.

Numărul speciilor și al reprezentanților

Grupul descris are aproximativ 600-700 specii. Nu toți au supraviețuit până în prezent, unii reprezentanți există doar în formă fosilă. De exemplu:

• kordaitovye;
• bennetitovye;
• semințe de fermă.

Restul reprezentanților sunt distribuite pe tot globul și cresc în toate zonele climatice: din sudul tropical (palmele sago) până la latitudini nordice reci (cedru, zada, molid, pin).

Cel mai vechi reprezentant al gimnospermelor existente până în prezent este Ginkgo Biloba (bilobate). Aceasta planta se numește o fosilă vie, deoarece crește pe planeta cu epoca mezozoic, după cum reiese din numeroase amprente în sedimentele de roci antice.

Dezvoltare evolutivă

Au apărut primele gimnosperme Era paleozoică, a avut o serie de avantaje care le-au permis în acel moment să ia o poziție dominantă pe planetă. Aceste caracteristici evolutive noi se numesc arome și ne permit să ajungem la un nou nivel în dezvoltarea de noi teritorii și nișe ecologice. Există mai multe astfel de trăsături care gimnospermele posedă:

1. Reproducerea se face fără participarea mediului acvatic. Acest lucru a permis stabilirea unor suprafețe mari pe uscat.
2. Fertilizarea are loc în interiorul ovipoziției și este protejată de influențele externe - astfel de particularități ale reproducerii gimnospermelor asigură o mai mare siguranță a plantei viitoare.
3. Apariția embrionului sămânță este posibil să se asigure viitorul capacului (TESTA) și rezerva de putere (endosperm), care, la rândul său, a crescut numărul de plante din grup.

Aceste trăsături le-au distins de strămoșii lor - carnivore. Următoarea și ultima etapă a dezvoltării evolutive a lumii plantelor este apariția angiospermelor.

Importanța gimnospermelor

Rolul gimnospermelor este greu de supraestimat. Acestea sunt cele care ocupă aproximativ o treime din pădurile globului implicate în purificarea aerului și în reînnoirea constantă a oxigenului. În plus, apariția și răspândirea pe scară largă a plantelor care produc cantități mari de oxigen pe planetă au dus la apariția altor organisme care pot folosi acest gaz în timpul respirației.

Coniferele sunt principalii furnizori de lemn pentru diferite sfere ale vieții umane. Această materie primă este utilizată activ în fabricarea de mobilier, construcții, producție de nave și alte domenii strategice de activitate economică. Fibrele din fibre de lemn sunt deosebit de valoroase în producția de hârtie de înaltă calitate.

Gimnospermele au găsit o largă aplicație în medicină. Substanțe speciale - phytoncides, izolate de aproape toți copacii de conifere, sunt capabili să purifice aerul de la agenții patogeni. Din acest motiv, cele mai multe sanatorii și stațiunile balneare sunt construite pe teritoriul pădurilor de conifere. O astfel de terapie poate ameliora sau elimina în mod semnificativ multe boli pulmonare.