Описати хвойна рослина. Характеристика і поширення рослин класу хвойні
Хвойні виникли в пізньому карбоні (близько 290 млн. Років тому), коли клімат на планеті став висушувати. Листя сучасних хвойних мають багато рис, що свідчать про їх посухостійкості, тобто мають ксероморфнимі ознаками. Це може бути пов'язано з тим, що більшість представників цього класу остаточно сформувалися протягом сухого і щодо прохолодного пермського періоду (286 - 248 млн. Років тому). У той час поступове зростання аридности, ймовірно, сприяло такого роду структурним адаптациям.
Листя хвойних голчасті (сосна, ялина, ялиця, модрина) або лускоподібний (туя, кипарис), як правило, вічнозелені ( викл. Модрина - вторинне пристосування до дуже холодного клімату), Пристосовані до економного транспірації води і до перенесення посухи, в тому числі і зимової, коли при низьких температурах коріння не можуть поглинати воду.
1) Зовнішня поверхня хвоїнок дуже мала (мала площа випаровування).
2) Епідерма складається з товстостінних клітин до потужної кутикулою (захист від випаровування).
3) Занурені продихи. Замикають клітини частково дерев'яніють, а канал заповнюється смолами або воском (різке зниження транспірації).
4) Під епідермою кільцем розташована особлива тканина гиподерма, що складається з здерев'янілих волокон, що знижує випаровування і підвищує механічну міцність.
5) Головна відмінність від покритонасінних: немає диференціації на стовпчастий і губчастий мезофілл, всі клітини однорідні, утворюють складчастий мезофіл.Це адаптивна компенсація малої зовнішньої поверхні. У клітин мезофіла оболонка утворює внутрішні складки, що забезпечує різке зростання постінному шару цитоплазми і внутрішньої поверхні.
У клітинах за рахунок збільшення їх внутрішньої поверхні зростає число хлоропластів, і при малій зовнішньої поверхні хвоинки процеси фотосинтезу йдуть також інтенсивно, як і в звичайних листках квіткових рослин.
6) Подвійний судинно-волокнистий пучок оточений ендодермою, регулюючої транспорт речовин. При входженні в стебло подвійний пучок зливається в один, утворюючи один листовий слід.
7) Провідні пучки оточені трансфуззіонной тканиною, яка складається: а) з променевих трахеид (транспорт води), б) клітин живої паренхіми (транспорт органічних речовин-ассимилятов).
8) Є смоляні ходи, розташовані між клітинами мезофіла.
21. Класифікація листя за формою листової пластини, основи, верхівки і формі краю листа, за ступенем розсічення. Класифікація складних листя.
22. Види жилкування листків. Листорозміщення. Видозміни листа.
23. Квітка. Морфологія квітки.
24. Значення квітки. Форми і види квітки. Однодомні, дводомні і полігамні рослини. Поняття формули і діаграми квітки.
25. Суцвіття. Види суцвіть.
26. Насіння. Будова насіння.
27. Фізіологія насіння і його проростання.
28. Статеве розмноження рослин. Види запилення. Пристосування рослин до запилення. Запліднення квіткових рослин.
29. Поширення плодів і насіння.
30. Плід. Класифікація плодів.
31. Безстатеве розмноження рослин.
У рослин виділяють дві форми безстатевого розмноження - вегетативне, засноване на здатності рослин до регенерації окремих частин рослини, і розмноження за допомогою спеціально утворених клітин - суперечка.
вегетативне розмноження зустрічається як у одноклітинних, так і у багатоклітинних рослин. Наприклад, багато одноклітинні водорості розмножуються за допомогою мітотичного поділу клітини на дві.
Завантажити:
Попередній перегляд:
мета : Узагальнити, систематизувати і поглибити знання про голонасінних на прикладі хвойних рослин міста Іжевська.
завдання:
Пізнавальні УУД:
Виконувати універсальні логічні дії:
Виконувати аналіз (виділення особливостей будови голонасінних рослин),
Вибирати підстави для порівняння, класифікації об'єктів,
Встановлювати аналогії і причинно-наслідкові зв'язки на основі роботи з натуральними об'єктами;
Вибудовувати логічний ланцюг міркувань,
Відносити об'єкти до відомим поняттям на прикладі порівняння голонасінних і папоротеподібних.
Комунікативні УУД:
Оформляти свої думки в усній і письмовій мові з урахуванням своїх навчальних і життєвих мовних ситуацій;
При необхідності відстоювати свою точку зору, аргументуючи її;
Вчитися підтверджувати аргументи фактами;
Вчитися критично ставитися до власної думки,правильно висловлювати свої думки в мові, поважати в спілкуванні і співпраці партнера і самого себе.
Особистісні УУД:
Оцінювати важливість дбайливого ставлення до природи рідного краю.
устаткування : Фотографії із зображенням представників хвойних рослин міста Іжевська,картки, гербарій хвойних рослин, колекція шишок, мультимедійний проектор, відеофільм.
План уроку.
1. Організаційний момент.
2. Вивчення нової теми.
3.Особенности сторенія хвойних рослин.
4 .Многообразіе хвойних рослин Удмуртської Республіки на прикладі міста Іжевська.
3. Актуалізація отриманих заний.
4. Домашнє завдання.
Хід уроку.
етап уроку | дія вчителя | дія учня | Матеріально-технічне забезпечення |
||||||
Організаційний момент. | Настрій класу на урок. Сьогодні ми будемо вивчати нову систематичну категорію рослин - Голонасінні. Як ви думаєте, чому даний відділ рослин отримав таку назву? | Відповідають на поставлене запитання, висуваючи свої версії правильної відповіді. | Слайд 1. |
||||||
Вивчення нової теми. | Зараз ми подивимося фрагмент відеофільму, після якого Ви сформулюєте мету і завдання на урок.? | Перегляд відеофрагменту, визначення теми « Загальна характеристика відділу Голонасінні рослини » Визначення мети: які особливості будови і значення Відділу голонасінні? Робота в таблиці:
| Слайд 2. |
||||||
Постановка завдань на уроці | Допомагає, радить | Зразкові питання учнів: Які особливості будови представників даного відділу? Значення в природі і в житті людини? | |||||||
Вивчення нової теми | Спробуємо знайти відповіді на поставлені питання, переглядаючи уривок з відеофільму. | Переглядають наступну частину відеофільму, дають відповіді на поставлені питання. | Відеофрагмент «Загальна характеристика відділу Голонасінні рослини» (або інтернет -ресурс або слайди 3-8 |
||||||
Визначають виникли питання Які представники Відділу виростають на території Удмуртії? | |||||||||
За допомогою ЦОР http://school-collection.edu.ru/catalog складають схему розмноження голонасінних. | Інтерактивне завдання «Складання схеми запліднення у голонасінних рослин (N 137346) » слайд 9-10 |
||||||||
Одними з найважливіших рослин нашої республіки є деревні рослини. Основними лісовими породами є хвойні. Ними зайнято 55% всієї площі лісів. Перше місце серед хвойних займає ялина звичайна і ялина сибірська, потім сосна звичайна. На частку ялиці припадає близько 1% площі лісів, а модрини Сукачова - 0,1%. Всі перераховані представники хвойних мешкають на території столиці нашої республіки - Іжевську. | Які представники Хвойних зустрічаються в м.Іжевськ? | слайд 11-12 |
|||||||
Практична діяльність учнів | Чи зможете ви дізнатися деяких представників голонасінних на натуральних об'єктах? Учитель консультує. | учні здійснюють навчальні дії за наміченим планом. Виконують лабораторну роботу «Різноманіття голонасінних». Учні визначають рослини, хто швидше, аргументують свою відповідь. | Набори рослин з визначальними картками. Додаток 1. |
||||||
З'ясуймо особливості будови хвойних рослин, що дозволили зайняти панівне становище на території Удмуртії. | Виконують лабораторну роботу «Будова листа хвойних рослин» | Мікроскоп, мікропрепарати, слайд 13 -14 |
|||||||
Подивіться на знайомі місця улюблених куточків рідного міста. Назвіть хвойні рослини, які ви змогли визначити і назвіть номери фотографій, на яких демонструється ця рослина. | Працюють з текстом і слайд-презентацією, визначають представників Хвойних, що мешкають в м Іжевську. | Слайди 15 21 презентації «Різноманіття хвойних, які ростуть в м Іжевську», Додаток №2 «Різноманіття відділу Хвойні, які ростуть на території м Іжевська» |
|||||||
вирішимо кросворд | Рішення кросворду. | слайд 22-23 «Кросворд по темі« Хвойні Іжевська » |
|||||||
Яку роль відіграють дані рослини в житті міста? І яке значення вони відіграють у житті людини? | 1 варіант: Складають кластер «Значення Голонасінних в природі» 2 варіант: Складають кластер «Значення Голонасінних в житті людини» Афішування кластерів на дошці. | ||||||||
Ознайомтеся зі змістом картки і доповніть таблицю | Робота з текстом. | Додаток №3 «Клас Хвойні» |
|||||||
Актуалізація отриманих знань | Проведіть порівняння представлених груп. Який висновок можна зробити на основі отриманих знань. | Виконують завдання на порівняння відділів рослин і формулюють висновок про хід еволюції рослин, оцінюють роботу. | |||||||
рефлексія | Чи отримали Ви відповіді на всі питання? | Озвучування змісту таблиці, виявлення незрозумілих моментів вивченої теми. | |||||||
Домашнє завдання | Виконайте завдання із запропонованих:
| Учні можуть вибирати завдання із запропонованих учителем з урахуванням індивідуальних можливостей |
Попередній перегляд:
Додаток 1
Мета роботи: ознайомлення з будовою голонасінних, визначення рослин.
Обладнання: живі екземпляри або гербарій гілок ялини, ялиці сибірської, модрини європейської, сосни звичайної, сосни кедрової сибірської, определительная картка.
Хід роботи:
Використовуючи картку для визначення голонасінних рослин по листю, назвіть видане вам рослина.
Картка-визначник
1. Хвоя розташована на гілках поодиноко .......................................... ... 2
0. Хвоя розташована пучками. . ........................................... . . 3
2.Хвоя коротка, чотиригранна, жорстка, гостра, колючий, на зиму не опадає ....
…………………………….…………………………………………………. ялина звичайна
0. Хвоя плоска, до 3 см довжини, тупа, має з нижньої сторони дві поздовжні світлі смужки, на зиму не опадає ............................................. .. ....ялиця сибірська
3.Хвоя м'яка, розташована пучками у вигляді світло-зелених пензликів, на зиму опадає .....................................................................модрина європейська
0.Хвоя жорстка, сидить пучками, на зиму не опадає ...................................... ............ 4
4.Хвоя по 2 в пучку, довга (5-7 см), гостра, опукла з одного боку, сизувато-зелена ...... .. ............................................................ .......сосна звичайна
0.Хвоя по 5 в пучку, довга, щільна темно зелена ...... .. ......сосна кедрова сибірська
Попередній перегляд:
Додаток 2.
Різноманіття рослин відділу Хвойні, які ростуть
на території м Іжевська
1. Основна лісовими породами Росії. Зростає на різноманітних грунтах, але вважає за краще піски. Нерідко її висаджують, щоб затримати наступ пісків. На вкорочених пагонах по дві хвоїнки. Шишки невеликого розміру. Світлолюбна рослина. Дає хорошу стройову і виріб деревину; з смоли отримують скипидар, каніфоль.
2. Найвище дерево з поширених в Росії хвойних рослин - досягає 70 м. Скорочений пагін немає. Хвоя одиночна, плоска. Шишки прямостоячі, при дозріванні розсипаються. Утворює темнохвойниє лісу на великій території Сибіру. Деревина використовується у виробництві паперу, з кори добувають цінний бальзам.
3 Велике дерево висотою до 50 м з характерною пірамідальної формою крони. Укорочених пагонів немає. Поодинокі хвоинки зазвичай чотиригранні. Шишки шкірясті, висячі, великих розмірів. Дерево тіньовитривала. Дає коштовну стройову деревину.
4. Світлолюбна дерево, утворює світлі ліси. Деревина тверда, смолиста, довговічна. На вкорочених пагонах - пучки м'якої хвої, щорічно на зиму скидається. Шишки дрібні, дозрівають протягом року, але тримаються на гілках кілька років. Широко поширена на Уралі, в Західному і Східному Сибіру і на Далекому Сході.
5. Висока дерево, утворює ліси на великій території Східного Сибіру і Далекого Сходу. На вкорочених пагонах - пучки з 5 хвоїнок. Дає цінну деревину і великі їстівні насіння, звані горішками, з яких видобувають цінне масло.
6. Найбільш багатий видами рід хвойних дерев і чагарників. Листя ігловідние або лускоподібний, розташовані скупчено на пагонах. Жіночі шишки мають соковиті лусочки, що утворюють своєрідні «ягоди» з насінням. Їх використовують для приготування міцного напою.
Попередній перегляд:
Додаток 3.
Клас Хвойні.
Всі хвойні - вічнозелені, рідше листопадні (наприклад, модрина) дерева або чагарники з голчастими або лускоподібний (наприклад, у кипариса) листям. Ігловідние листя (хвоя) щільні, шкірясті і жорсткі, покриті товстим шаром кутикули. Устячка занурені в поглиблення, заповнені воском. Всі ці особливості будови листя забезпечують хороше пристосування хвойних до зростанню як в посушливих, так і в холодних місцепроживання.
У хвойних прямостоячі стебла, покриті лускатим корою. На поперечному розрізі стебла добре видно розвинена деревина і менш розвинені кора і серцевина. Ксилема хвойних на 90-95% утворена трахеідамі. Шишки хвойних роздільностатеві; рослини - частіше однодомні, рідше - дводомні.
У хвойних кожна голка майже повністю відтворює будову стебла. Зовнішній шар клітин хвоинки, своєрідну "кору", називають епідермісом. Зверху хвоїнки покриті восковою кутикулою. За епідермісом слід гиподерма, або подкожіца, - товстостінні клітини, які захищають листя від пошкоджень (у дерева гиподерме відповідала б деревина). У багатьох хвойних гиподерма дерев'яніє. "Дерев'яну" оболонку мають хвоинки їли, кедра і сосни.
За гіподермою розташована найважливіша тканину голки - паренхіма, її глибокі складки буквально нашпиговані зеленими кульками хлорофілу - хлоропластами. Саме в паренхімі відбувається фотосинтез. У паренхімі же розташовані смоляні ходи (смоляні ходи є не у всіх хвойних), їх дрібні клітинки виділяють смолу. Кожен смоляний хід, як водопровідна труба, Оточений товстостінними клітинами механічної тканини. Ще ближче до центру голки розташовуються судинні волокнисті пучки, оточені "внутрішньої шкірою" - механічної тканиною ендодерми. За одревесневшей тканини - ксилеме - провідна вода йде від гілки до кінця хвоинки. За неодревесневшіе тканини - флоема - органічні речовини рухаються в зворотному напрямку. У провідному пучку є і своя паренхіма. Іноді вона зелена - працює на синтез, але частіше - одревесневшая, особливо в довгій хвої. В цьому випадку судинно-волокнистий пучок служить жорсткою віссю, яка не дозволяє Хвоїнки згинатися.
Устячка, через які дихають хвойні, зазвичай заховані глибоко під ендодермою, що дозволяє значно скоротити витрату води взимку на випаровування, а влітку - під час посухи.
У воскової оболонці розчиняються викидаються в атмосферу продукти згоряння автомобільного палива, саме тому хвойні погано ростуть в місті. Хвойні здатні нарощувати товщину кутикули, і чим гірша екологічна ситуація, тим товщі воскова оболонка і тим яскравіше хвоинки. Але при досягненні певної межі настає розпад кутикули, хвоя стає брудно-сірої, втрачає блиск і опадає.
Хвойні - група насінних судинних рослин. Сучасні представники Хвойних це вічнозелені, рідше листопадні дерева і чагарники.
За однією з класифікаційних систем ця група об'єднується в клас Хвойні або Пінопсіди (Pinopsida) відділу Голонасінних рослин (Gymnospermae). Цей клас поділяється на два підкласу: вимерлий підклас кордаїти (Cordaitidae) і сучасний підклас Хвойні (Pinidae або Coniferae).
За іншою системі класифікацій всі сучасні Хвойні об'єднані в порядок Хвойні (Coniferales), що входить в клас шішконосних (Coniferopsida) відділу голонасінних рослин. Ще одна система відносить сучасні Хвойні до самостійного відділу Coniferophyta.
Російська назва "хвойні" походить від слова "хвоя", яким позначають ігловідние листя деяких їхніх представників (наприклад, ялини, ялиці, сосни). Однак далеко не у всіх Хвойних листя представляють собою "хвою". Настільки ж неточно назва "шішконосних", що представляє собою переклад другого латинської назви Coniferae (від лат. Conus - шишка і ferro - носити), оскільки і шишки є далеко не у всіх представників цієї групи.
поширення
Хвойні - рослини переважно помірно теплого клімату, для існування яких, перш за все, необхідно достатнє зволоження. Тому в основному вони виростають в помірному кліматичному поясі. Північна межа поширення деревних Хвойних (як і взагалі всіх деревних видів) збігається з ізотерма + 10 ° С. Подальшому просуванню лісу (в тому числі і хвойного лісу) на північ перешкоджає відсутність тепла і пов'язане з цим наявність багаторічної мерзлоти з тонким грунтовим шаром сезонного відтавання, який не дає можливості коріння дерев отримувати з грунту достатня кількість вологи і поживних речовин. Однак по долинах річок і струмків, де через отепляющее впливу води шар сезонного відтавання збільшується, хвойні ліси просуваються на північ трохи далі. У субтропічному і тропічному кліматі зростанню Хвойних заважає недостатнє атмосферний зволоження, тому в цих кліматичних поясах вони ростуть переважно в горах на таких висотах, на яких клімат відповідає клімату помірного кліматичного поясу.
Рис.1. Кедр сибірський (лат. Pinus sibirica)
Нині існуючі Хвойні - найчисленніша і найбільш поширена група серед сучасних голонасінних. Найбільше число видів і родів Хвойних зустрічається в північній півкулі. Деякі з них, наприклад, сосни, ялини, модрини, ялиці формують тут великі хвойні ліси, що складаються іноді з одного або небагатьох видів. У південній півкулі Хвойні найбільш рясні в помірних областях Нової Зеландії, Австралії і Південної Америки.
Більшість ендемічних пологів Хвойних (пологів, чиє поширення обмежується дуже невеликою територією) і всі давні реліктові пологи (пологи, які на даній території є пережитком флори минулих епох, їх присутність може знаходиться в деякій невідповідності з сучасними умовами існування на цій території) зосереджені уздовж басейну Тихого океану, особливо в Південно-Східному та Центральному Китаї, на Тайвані, в Японії, Новій Каледонії, Тасманії, на тихоокеанському узбережжі Північної Америці, в Південному Чилі, Новій Зеландії, Східної Австралії і Нової Гвінеї. Це пояснюється тим, що кліматично умови в області Тихого океану піддалися найменшим змінам після мезозою, - ери, в якій ця група досягли свого максимального розвитку. Не тільки число пологів, але і число видів Хвойних зростає в напрямку до Тихого океану.
За своїм значенням як в природі, так і в житті людини Хвойні займають друге місце після квіткових рослин, далеко перевершуючи всі інші групи вищих рослин.
Історія розвитку
Хвойні з'явилися в кам'яновугільному періоді (близько 370 млн. Років тому), причому в той час вони росли, головним чином, в північній півкулі. Вони пережили своїх родичів кордаітовие і вже з тріасового періоду (ок.235-185 млн. Років тому) стали відігравати значну роль в рослинному покриві північної півкулі. В юрському і особливо крейдяному періодах мезозойської ери (ок.185-66 млн. Років тому) Хвойні досягли найбільшого різноманіття і максимального поширення. У цей час з'явилася більшість сучасних пологів, причому в північній півкулі були зосереджені сімейства Соснових (Pinaceae), тисові (Taxaceae), таксодієвиє (Taxodiaceae) і Кипарисових (Cupressaceae), а в південному - сімейства араукарієвих (Araucariaceae) і подокарпових (Podocaгрaceae).
У третинний період кайнозойської ери (близько 66-2,5 млн. Років тому) Хвойні були широко поширені по всій Землі, вони не були настільки помітно сконцентровані навколо Тихого Океану, як зараз час. Вони росли тоді навіть в полярних областях, на територіях, що лежать зараз за межами кордону поширення деревної рослинності (Шпіцберген, Західна Гренландія, Антарктида). Цікаво, що в Антарктиді Хвойні виростали ще в четвертинний час (2,5 млн. Років тому і пізніше).
Хвойні древнє всіх нині існуючих груп насінних рослин, в тому числі навіть гінкгові, цілком достовірні залишки яких відомі починаючи з пермського періоду (цей період почався 280 млн. Років тому і тривав 45 млн. Років). Але в той час як від класу гінкгові зберігся лише один вид - гінкго (по суті, справжнє "живу копалину"), Хвойні представляють собою процвітаючу групу. Серед сучасних Хвойних найдавнішими родинами є сімейства араукарієвих, подокарпових і Соснові. Більш-менш достовірні залишки представників цих трьох сімейств відомі вже з відкладень кінця пермського періоду (близько 250 млн. Років тому), причому Соснові, мабуть, з'являються дещо раніше двох інших. Древній вік не тільки у сімейств, але і деяких пологів. Так, рослинні залишки, більш-менш впевнено зараховують до роду Сосна (Pinus), відомі з відкладень юрського періоду (їх вік від 185 до 132 млн. Років), а пилкові зерна роду Кедр (Cedrus) - з відкладень кінця пермського періоду (їх вік близько 250 млн. років). Це говорить про те, що деякі сучасні пологи Хвойних існували ще до крейдяного періоду, тобто до появи квіткових рослин.
Розміри і час життя
Сучасні представники Хвойних - вічнозелені, рідше листопадні дерева і чагарники. Розміри Хвойних найрізноманітніші - зустрічаються всі переходи від карликових форм до справжніх гігантів. За гігантським розмірах перше місце належить секвої вічнозеленої (Sequoia sempervirens), які відносять до сімейства таксодієвиє. Це найвище дерево в світі. Його середня висота більше 90 м, а рекордна - 117 м; діаметр стовбура може досягати 11 м. По товщині стовбура секвойя поступається тільки мексиканському болотному кипарису (Taxodium mucronatum), товщина стовбура якого може досягати 16 м, і Мамонтову дереву (Sequoiadendron giganteum) наймогутніші екземпляри якого мають товщину до 12 м. Серед карликових Хвойних першість належить новозеландського дакридіум рихлолістному (Dacrydium laxifolium) з сімейства подокарпових, висота якого менше 1 метра. Це крихітне хвойне з тонкими сланкими стеблами утворює зарості, головним чином, на гірських і субальпійським торфовищах в районах з вологим кліматом.
Деякі види Хвойних - одні з найбільш довгоживучих рослин в світі. Таким, наприклад, довгожителем є мамонтове дерево, вік деяких його екземплярів - більше 3000 років, проте рекорд довгожительства побиває інший вид, а саме - північноамериканська сосна довговічна (Pinus longaeva). У Східній Неваді був знайдений екземпляр цього виду, вік якого визначається приблизно в 4900 років, т. Е майже п'ять тисячоліть. Значить, вже під час будівництва піраміди Хеопса ця рослина вже було досить старим (йому було понад 200 років).
будова
Пагони. У більшості Хвойних є два типи пагонів: необмежені в зростанні довгі пагони (ауксібласти) і обмежені в зростанні укорочені пагони (брахібласти). Розгалуження пагонів у Хвойних - моноподіальне. При такому типі розгалуження розвивається з насіння головний стебло (монопод) має необмежений верхівковий ріст, за рахунок чого рослина росте у висоту. Від моноподи відходять бічні пагони першого, другого і т.д. порядків. Пагони, що відходять від головного стовбура, розташовуються по спіралі, проте вони часто так зближуються, що перетворюються в мутовки (кільця з пагонів навколо головного стовбура), причому щороку утворюється не більше одного такого кільця гілок. Порахувавши мутовки, можна визначити вік дерева, додавши до отриманої цифри 2 роки, оскільки перші 2 роки життя у хвойних дерев мутовки не утворюються. Однак цей метод можна застосовувати для відносно молодих (до 50 років) насаджень, в яких нижні мутовки на стовбурах ще не встигли повністю затягнутися за рахунок вторинного приросту стовбура.
Гілки таких помилкових мутовок поступово коротшають у напрямку догори, що надає дереву характерну пірамідальну форму. Разом з тим бічні гілки другого і наступних порядків розташовуються двосторонньо симетрично, стаючи іноді абсолютно плоскими, що надає дереву ярусний характер. Якщо верхівковий пагін пошкоджується, то одна з гілок наймолодшою \u200b\u200bмутовки бічних гілок може почати рости вгору і прийняти роль головної. У старих дерев зазвичай утворюється широка розлога крона, що складається не з однієї, а з декількох головних гілок, що добре помітно, наприклад, у старих сосен.
У міру старіння дерева, на відкритому місці його нижні гілки можуть зберігатися, доходячи майже до землі (сбежістость крона), але в густому лісі вони зазвичай досить швидко відмирають через нестачу світла. В результаті довга нижня частина стовбура оголюється і залишається практично без сучків, що дуже цінується при заготівлі деревини.
У більшості Хвойних, що ростуть в холодних областях, верхівка втечі захищена щільно сидять тонкими лусками, що утворюють в кінці вегетаційного сезону ясно виражену нирку. Ниркові луски бувають покриті захисним шаром смоли або щільно прикриті товстим волосяним покривом. В інших випадках, наприклад, у араукарії і більшості кипарисових, ниркові луски не розвиваються.
Стебло.Анатомічна будова стебел Хвойних щодо одноманітно. У них досить тонка кора і масивної деревини циліндр, усередині якого - серцевина, ледь помітна в більш старих стовбурах. Як в корі, так і в самій деревині багато смоляних ходів (каналів), що складаються з подовжених межклетноє просторів. Смоляні канали наповнені смолою, яка виділяється вистилають клітинами.
У більшості Хвойних в стовбурі є ясно виражені кільця приросту деревини, утворення яких пов'язано з уповільненням зростання дерева в щорічні періоди зимового холоду або літньої посухи. Кожне кільце відповідає приросту деревини за один вегетаційний сезон. Ці кільця помітні на поперечних зрізах стовбура, гілок і коренів. Найкраще вони виражені у Хвойних помірних і холодних широт. За кількістю річних кілець на розпилі стовбура, проведеному на висоті шийки кореня, можна досить точно визначити вік дерева. Більш того, на підставі ряду ознак будови кільця приросту, можна робити певні висновки про кліматичні умови минулого. Вивчення кілець приросту Хвойних (так само як і деревних квіткових) використовують для датування археологічних залишків і природних явищ (такий метод називається дендрохронології), а також для вивчення стародавнього клімату (дендрокліматологія).
Корінь. Первинний корінь у багатьох Хвойних зберігається все життя і розвивається у вигляді потужного стрижневого кореня, від якого відходять бічні корені. Рідше, наприклад, у деяких сосен, первинний корінь недорозвинений і замінюється бічними. Крім довгих коренів (головних і бічних), у Хвойних є і короткі, часто сильно гіллясті коріння, які є головними абсорбуючими органами рослини. Такі коріння можуть містити мікоризу - симбіоз міцелію гриба і коренів рослини. Гриби-микоризообразователи розкладають деякі недоступні рослині органічні сполуки грунту, сприяють засвоєнню фосфатів, сполук азоту та виробляють речовини типу вітамінів, а самі використовують речовини, які добуваються ними з коренів рослини.
На коренях Хвойних є кореневі волоски у вузькій зони верхівки кореня, легко відпадають при промиванні кореня. Листя у більшості Хвойних вузькі і голчасті, такі листи називаються хвоєю, однак у більш давніх родів (наприклад, у деяких видів араукарієвих і подокарпових) листя ланцетні і навіть широколанцетні. Так, у подокарп найбільшого (Podocaгрus maximus) найбільш великі листи досягають 35 см довжини і 9 см ширини.
Зелене листя Хвойних найчастіше сидячі, але іноді - з коротким черешком. У більшості випадків вони цілісні, і лише у деяких видів ялиці листя на верхівці більш-менш виїмчасті. Їх довжина від 1-2 до 30-40 см. Найдовші листя серед сучасних Хвойних - у північноамериканської сосни болотної (Pinus palustris), хвоя якої досягає 45 см довжини. За винятком декількох листопадних або веткопадних пологів (араукарія, агатис, таксодіум, метасеквойя і куннінгамія), листя Хвойних вічнозелені, щільні, болеe-менш жорсткі і шкірясті. Листорозміщення, як правило, спіральне або чергове, рідше - мутовчатое або супротивне. Вузькі листя (хвоя) мають одну жилку, широкі - багато паралельних жилок. У перетин листя плоскі, чотиригранні або округлі. Крім зелених фотосинтезуючих листків, у деяких Хвойних є коричневі лускоподібний листя.
розмноження
Органами розмноження у Хвойних є стробіли - видозмінені укорочені пагони, які мають спеціальні листя - спорофілли, на яких формуються спороутворюючі органи - спорангії. Є чоловічі стробіли (їх називають Мікростробіли) і жіночі стробіли (мегастробіли). Мегастробіли, як правило, ростуть компактними зборами, дуже рідко вони ростуть поодинці. Зборів мегастробілов і поодинокі мегастробіли називаються жіночими шишками.
Мікростробіли у більшості хвойних ростуть поодинці, і, дуже рідко, в деяких примітивних формах Хвойних, - компактними зборами. Зборів микростробилов і поодинокі мікростробіли називаються чоловічими шишками.
Рис.2. Чоловічі шишки (стробіли) на сосні віргінської (лат. Pinus virginiana)
Зазвичай Хвойні - однодомні рослини (чоловічі та жіночі шишки розвиваються на одному дереві), рідше вони дводомні (жіночі та чоловічі шишки розвиваються на різних деревах).
Чоловічі шишки найчастіше зібрані групами і зазвичай розташовуються в пазухах листків, рідше на верхівках бічних пагонів. У підстави шишок нерідко є лусочки, що виконують захисну роль. Мікроспорофілли дуже скорочені, лускоподібний або щитковидні. На кожному Мікроспорофілли утворюється від 2 до 15 мікроспорангіев. У мікроспорангіі утворюється спорогенная тканину, оточена з усіх боків тапетумом - шаром клітин, які доставляють поживний матеріал для розвиваються мікроспор. Число утворюються в мікроспорангіі микроспор зазвичай дуже велике, вони дуже легкі, що допомагає їх поширенню вітром.
З кожної мікроспори розвивається чоловічий гаметофіт - статеве покоління рослин, життєвий цикл яких проходить з чергуванням статевого і безстатевого поколінь. Майже у всіх вищих рослин (за винятком мохів) гаметофит слабо розвинений і недовговічний.
У більшості Хвойних розвиток чоловічого гаметофіту починається ще до розсіювання мікроспор, тобто ще тоді, коли вони знаходяться всередині мікроспорангія. У решти Хвойних (більшість тисові і Кипарисових) розвиток чоловічого гаметофіту починається лише після того, як мікроспори будуть перенесені вітром на що знаходяться в жіночих шишках семязачатки.
Кожна жіноча шишка, як правило, складається з центральної осі, на якій сидять криючі луски, в пазусі кожної з яких знаходиться насіннєва луска, що представляє собою видозмінений в процесі еволюції мегастробіл. У різних лініях еволюції Хвойних відбувається процес поступового зрощення покриває і насіннєвий луски (тобто лускоподібний мегастробіла), що, в кінці-кінців, призводить до утворення простий, злитої луски, часто званої фертильним комплексом.
Рис.2. Жіночі шишки на їли чорної (лат. Picea mariana)
На верхній стороні цих лускоподібний мегастробілов знаходяться семязачатки. Семязачаток є мегаспорангій (званий тут нуцеллусом), оточений особливим захисним речовиною - интегументом. У кожному нуцеллусом розвивається 3-4 потенційних мегаспори з яких тільки одна здатна до розвитку. Усередині мегаспорангия в результаті багаторазового поділу з функціонуючої мегаспори розвивається жіночий гаметофіт, званий ендоспермом.
За допомогою повітряних мішків пилок з чоловічих шишок переноситься на семязачатки. Відбувається запилення і лусочки жіночої шишки змикаються. Чоловік гаметофит продовжує свій розвиток на мегаспорангиі. Через певний проміжок часу після запилення починається процес запліднення, який зазвичай відбувається протягом того ж сезону. Незвично великий цей проміжок часу у видів сосни, у якій між запиленням і заплідненням проходить від 12 до 14 місяців. Після запліднення утворюється зигота (клітка, що утворюється в результаті злиття чоловічої і жіночої статевих клітин), з якої відразу ж починає розвиватися спочатку зародковий зародок (передзародка), а потім і справжній зародок. Розвиток зародка відбувається за рахунок запасних речовин ендосперму.
Сформувався зародок складається з корінця, стеблинки, кількох сім'ядоль (зародкових листків) і почечки. Зародок оточений ендоспермом, який використовується при проростанні. Інтегумент утворює тверду шкірку насінини. Семязачаток щільно приростає до насіннєвий лусці, з тканини якої утворюється крилоподібна плівка, яка сприяє поширенню насіння вітром. Таким чином, дозріле насіння містить зародок спорофіта, забезпечений запасними речовинами і захищений шкіркою. Спорофит - безстатеве покоління рослин, життєвий цикл яких проходить з чергуванням статевого і безстатевого поколінь. Всі вищі рослини (за винятком мохоподібних) представлені спорофитов.
Насіння Хвойних дуже сильно варіюють за величиною, формі і забарвленню. Шкірка насіння може бути дерев'янистої, шкірястою або перетинчастої. Насіння, пристосовані для поширення вітром, забезпечені одним великим крилоподібним придатком або 2-3 невеликими крилами. Насіння, поширювані тваринами, часто мають соковитий і яскраво пофарбований покрив.
Між запиленням і дозріванням насіння проходить досить багато часу. Наприклад, у сосни звичайної (Pinus sylvestris) дозрівання насіння настає восени, на другий рік після запилення. Шишки до цього часу досягають довжини 4-6 см, їх луски дерев'яніють і з зелених стають сірими. Наступної зими шишки никнуть, лусочки розходяться і насіння висипається. Відокремившись від материнської рослини, насіння може тривалий час знаходиться в стані спокою і лише з настанням сприятливих умов рушає в зростання.
З 1950 року систематики за пропозицією голландського ботаніка А. пулл замість колишнього порядку шішконосних (Conifefales) об'єднують сучасні хвойні в п'ять порядків: Араукарієві (Araucariales), соснові (Pinales), кипарисові (Cupressales), подокарпових (Podocarpales) і тісовиє (Taxales).
Представники порядку соснових, об'єднані в одне сімейство Соснові, яке включає 11 пологів і 250 видів, є основними лесообразователей в Європі, Азії та Північній Америці. Вони утворюють чисті і змішані насадження светлохвойной і темнохвойной тайги Північної півкулі. Соснові є основними породами-лесообразователей лісів нашої країни. Вони займають великі площі тайговій зони Євразії, складаючи основу лісосировинної бази нашої країни (див .:). У лісах Півночі Соснові займають панівне становище і складають близько 90% всієї лісової площі. Вони мають величезне водоохоронне і захисне значення.
Хвойні ліси СРСР істотно впливають на клімат Північної півкулі планети і займають високу питому вагу в економіці нашої країни. У хвойних лісах накопичена величезна маса органічної речовини, що представляє собою найцінніше джерело деревини, живиці, жирів і багатьох інших найважливіших рослинних продуктів.
Мал. 3. / - гінкго дволопатеве; II - тис ягідний: 1 - втеча з листям і чоловічими стробилами; 2 - втеча з листям і семяпочками; 3 - насіння; 4 - насіння в розрізі; 5 - листя; б - лист з одним судинним пучком
Порядок кипарисових включає два сімейства: Кипарисові (Cupressaceae) і таксодієвиє (Taxodiaceae). Сімейство Кипарисові об'єднують 19 пологів і 130 видів, що ростуть в Південному і Північному півкулях. Сімейство таксодієвиє об'єднує 10 родів і 14 видів, з яких 5 є однотипним. Серед них секвойя вічнозелена (Sequoia sempervirens End !.), секвоядендрон (Sequoiadendron giganteum Lindl.), Метасеквойя (Metasequoia) і ін. Нечисленні представники цього сімейства збереглися в Північній Америці та Східній Азії, будучи "живими копалинами" лесообразователей гірських лісів узбережжя Тихого океану.
До групи "живих копалин" відносяться 5 пологів і 20 видів сімейства Тисові (Taxaceae Lindl.), Які збереглися в Південній Європі, Криму, на Кавказі, ДВК, що утворюють чисті і змішані лісові формації. Друге сімейство порядку тисовий, посадковий матеріал - головчато-тисові включає два роду і 6 видів, що ростуть тільки в Азії (Індія, Китай, Південна Корея і Японія), в змішаних лісах, в місцях, багатих опадами.
Представники порядків араукарієвих і подокарпових виростають в Південній півкулі. Сімейство араукарієвих представлено емертентнимі (найвищими) деревами тропічних лісів Південної Америки і Австралії, будучи лесообразователей на розмитих гірських грунтах. Сімейство араукарієвих включає 2 роду і 32 види. Сімейство подокарпових включає 9 пологів і 140 видів лесообразователей Австралії, Південної Америки, Африки та Азії. Палеонтологічні дослідження, показали, що деякі сучасні представники хвойних існували ще до крейдяного періоду, т. Е. До появи квіткових рослин.
Серед сучасних хвойних найдавнішими родинами є араукарієвих, подокарпових і Соснові. За тривалу еволюцію вони зазнали суттєвих змін. Однак сучасні хвойні відрізняються помітною еволюційної стабільністю морфологічних структур в порівнянні з квітковими рослинами, що характеризуються різноманітністю. Збереженню конкурентоспроможності та стійкості хвойних в боротьбі за існування сприяють характерні ознаки і властивості, що виникли у них в процесі тривалої адаптивної еволюції.
2.2. Особливості будови вегетативних органів хвойних порід
Хвойні представляють собою стрункі високі і довговічні дерева-лесообразователей, що входять в перший ярус лісової рослинності. Довговічність хвойних (від 300 до 2000 - 3000 років) визначається особливостями будови стовбурів, що відрізняються від інших голонасінних більш розвиненою деревиною та менш розвиненими корою і серцевиною. Довговічність і емергентность визначають основну ценотическую, лесообразуюшую, функцію хвойних.Деревина хвойних на 90 - 95% за обсягом складається з трахеид, довжина яких у різних видів сильно варіює (від 0,5 до 11 мм), а число облямованих пір від 30 до 50 шт., які зосереджені на кінцях трахеид, де інтенсивність струму пасоки найбільша. Трахеїди з округлими облямованими порами виявилися досить досконалими водопроводящими елементами, які виконують одночасно опорну функцію. Виникнення в процесі еволюції особливого потовщення замикає плівки облямованої пори, відомого під назвою торуса, стало вельми корисним функціональним удосконаленням трахеіди. Електронно-мікроскопічні дослідження показали, що торус є гладкою тонку пластинку, підвішену на тонких нитках, між якими немає перетинки. Це дає можливість рідини пересуватися з трахеіди в трахеїдів навіть при закритих порах.
В деревині хвойних дуже мало паренхіми, а у тисовий і араукарієвих вона повністю відсутня. Серцевинні промені вузькі, однорядні або дворядні (рідше - більш широкі), від 1 до 60 клітин по висоті. Промені хвойних складаються тільки з паренхімних клітин з одним або двома крайовими рядами променевих трахеид, розташованих поперечно. У більшості хвойних в стовбурі є ясно виражені кільця приросту деревини, викликані сезонної періодичністю активності камбію, пов'язаної зі зміною пір року. Річні кільця краще виряджаючи у хвойних помірних і холодних широт. Вивчення будови кілець приросту є основним методом розділу дендрології - дендрокліматологія.
У деревині і корі сучасних хвойних багато смоляних ходів. Вони мають форму довгих вузьких каналів, наповнених ефірними маслами, смолою і бальзамами, які виділяються вистилають клітинами. У більшості хвойних смоляні ходи відсутні і утворюються тільки у відповідь на поранену стовбура. Однак у араукарієвих смоляні ходи не утворюються навіть у відповідь на пошкодження стовбурів. Смола у них концентрується в трахеїдів, оздоблюють серцевинні промені. Тільки для представників сімейства Соснові характерні постійні, нормальні (НЕ травматичні) смоляні ходи у вторинній деревині.
Здатність хвойних виділяти живицю є їх найважливішою в господарських цілях біологічної особливістю. Обсяг споживання і сфера застосування продуктів переробки її (каніфоль і терпентинного масла) неухильно розширюються, незважаючи на інтенсивний розвиток виробництва синтетичних засобів і матеріалів. Процес добування живиці для терпентинного виробництва, що отримав назву підсочування, заснований на використанні рановий реакції хвойних. Виявляється, що наявність нормальних смоляних ходів НЕ знижує, а навпаки, збільшує відповідну реакцію камбію таких хвойних на поранену.
Листя хвойних мають в більшості випадків ясно виражене ксероморфность будова. Вони покриті зазвичай товстим шаром кутикули з дрібними епідермальними клітинами з сильно потовщеними стінками. Устячка занурені в поглиблення.
Розгалуження у хвойних моноподіальне. Поряд з подовженими пагонами (ауксібластамі), що не обмеженими в зростанні, у ряду хвойних є обмежені в зростанні укорочені пагони (брахібласти). У більшості хвойних, що ростуть в помірних і холодних регіонах, верхівка пагонів захищена щільно сидять тонкими лусками, що утворюють в кінці вегетативного сезону нирки.
2.3. Характеристика генеративних органів хвойних (рис. 4)
Хвойние- різностатеві, однодомні, рідше дводомні рослини (див .:). Мікростробіл, який часто називають "чоловічим колоском", складається з укороченою осі, на якій розташовані сильно скорочені мікроспорофілли з мікроспорангіями. Розташування мікроспорофіллов у більшості хвойних спіральне (чергове), але у кипарисових мікроспорофілли розташовані завжди супротивно або мутовчато. Форма мікроспорофіллов хвойних дуже різна.У систематиці хвойних винятковий інтерес представляє будова жіночих стробилов, які отримали назву макро- або мегастробілов.
Зменшення числа макростробілов є загальним напрямком еволюції хвойних. У тисовий в результаті далеко зайшла редукції числа макростробілов має місце формування одиночних, однонасіннєвий макростробілов. Еволюція більшості хвойних йшла в сторону зростання компактності зборів макростробілов, зменшення ж числа частин відігравало другорядну роль. В результаті виникли компактні стробіли - типу шишок сосни, ялини, араукарії і інших хвойних. Шишки в період цвітіння домовилися називати Мегастробіли. Мегастробіл (макростробіл) складається з центральної осі, на якій сидять криючі луски, в пазусі кожної з яких знаходиться так звана "насіннєва луска". Їх називають "насіннєвими" тому, що на своїй верхній стороні вони несуть семязачатки, або семяпочки. Питання про походження насіннєвої луски довгий час служив предметом великих розбіжностей і численних досліджень, які підтвердили гіпотезу Р. Флоріна, відому під назвою, теорії "пазушні брахібласта". Встановлено, що в різних лініях еволюції хвойних відбувається паралельний процес поступового зрощення покриває і насіннєвий луски (точніше, лускоподібний мегастробіла), що, врешті-решт, призводить до утворення "простий" злитої "луски", яку часто називають "фертильним комплексом".
У більшості представників сімейства соснових пилок, або микроспора, має бобовидную форму з двома виступами, або повітряними мішками ( посадковий матеріал: Сосна, ялина, ялиця). Для більшості видів тсуги типова куляста пилок з одним оперізувальний повітряним мішком. У модрини та псевдотсуги пилкових мішків немає, і пилок має кулясту форму.
У більшості хвойних розвиток чоловічого гаметофіту починається ще до розсіювання мікроспор, т. Е. Ще тоді, коли вони знаходяться всередині мікроспорангія. Але у тисовий і більшості кипарисових (ялівці, кипариси і ін.) Мікроспори поширюються в одноядерному стані і, таким образам, не є ще "пилковими зернами" в строгому сенсі цього слова. В останньому випадку розвиток чоловічого гаметофіту починається лише після того, як мікроспори будуть перенесені вітром на семяпочку.
2.4. Запилення і запліднення у хвойних
Мал. 4. Будова чоловічих і жіночих стробилов сосни (I), їли (II), модрини (III) і ялиці (ГУ): 1 - чоловічі стробіли; 2 - вісь стробіли; 3 - тичинки; 4 - семяпочки; 5 - криюча чешуйка; б - пилок
Ветроопиленію, т. Е. Перенесення пилку на семяпочку рухом повітря, відбувається по-різному. Найбільш відомим типом запилення є той, який, характерний для сосни, що має пилок з двома повітряними мішками. Насіннєві луски сосни в період цвітіння кілька розсуваються, що свідчить про те, що її звернені семяпочки готові до прийняття пилку. Рясна кількість пилку, що доставляється вітром, потрапляє в проміжки між насіннєвими лусками і затримується так званими рилицевимі розширеннями краю микропиле (пилковхід). У сосни ці розширення щодо тонкі, а у ялини вони ширше і більш суккулентниє. До цього часу (а іноді й раніше) микропиле починає виділяти так звану обпилювальна рідина, яка виступає на її верхівці у вигляді краплі ( "обпилювальної краплі"). Пилкові зерна легко змочуються обпилювальної рідиною і швидко занурюються в неї. Незабаром після такого занурення відбувається швидка реадсорбції рідини, що закінчується в 10 хвилин або навіть раніше. В результаті пилкові зерно як би засмоктується всередину і досягає верхівки мегаспорангия (нуцеллуса), де і проростає. Завдяки повітряним мішкам, що грає роль своєрідних плавальних пристосувань, пилкові зерно в міру просування вгору по мікропілярного каналу весь час залишається орієнтованим дистальним полюсом вниз по напрямку в пильцевую камеру, утворену краями нуцеллуса. У такому положенні пилкові зерно легко проростає і утворює пильцевую трубку. Після запилення насінні луски зближуються і залишаються щільно притиснутими один до одного до дозрівання насіння.
Зникнення повітряних мішків у пилку модрини та псевдотсуги пояснюється відсутністю обпилювальної рідини, для плавання в якій вони служать. Слід, однак, відзначити, що у ялиці і кедра обпилювальна рідина не виділяється, але пилкові зерна все ще забезпечені повітряними мішками, хоча у кедра спостерігається тенденція до їх редукції. У ялиці мікропілярного область перетворюється в косу рильцовими воронку, що уловлює пилок. Але пилкові зерна не досягають нуцеллуса і не посилають до нього пильцевую трубку. Замість цього нуцеллус зростає догори, і цим досягається контакт з пилковими зернами. У кедра, як у ялиці, в результаті узгоджених змін микропиле і нуцеллуса пилкові зерна виявляються на нуцеллусом, де і проростають.
У араукарієвих (агатис і араукарія), позбавлених повітряних мішків, пилкові зерна проростають нема на семяпочке, а на насіннєвий лусці або в її пазусі. Пилкова трубка розгалужується, а деякі її гілки вростають в тканину насіннєвий луски. Вони ростуть в сторону семяпочки, досягають верхівки нуцеллуса і проникають в нього. Таким чином, механізм запилення араукарієвих характеризується високою спеціалізацією і сильно відхиляється від відомих форм запилення хвойних.
Запліднення у хвойних, за винятком сосни, відбувається незабаром після запилення. У видів сосни між запиленням і заплідненням проходить від 12 до 14 місяців. Запліднення починається з освіти і зростання пилкової трубки, яка активно прокладає собі шлях через тканини нуцеллуса (макроспорангія) у напрямку до архегоніях. Приблизно за тиждень до самого акту запліднення ядро \u200b\u200bсперматогенной клітини ділиться, утворюючи дві однакові або нерівні за розмірами (соснові) чоловічі гамети. Кінчик пилкової трубки прокладає собі шлях між шейковой клітинами архегония і досягає яйцеклітини. Тут він розривається, випускаючи чоловічі гамети в цитоплазму яйцеклітини. Слідом за цим одна з двох чоловічих гамет входить в яйцеклітину. Злиття двох ядер відбувається дуже повільно, але врешті-решт вони з'єднуються, утворюючи першу ядро \u200b\u200bспорофита.
2.5. Освіта зародка насіння хвойних
Розвиток зародка насінини у хвойних починається з освіти передзародка, або зародкового зародка (проембріо). Проембріо складається з групи клітин з певним розташуванням до моменту подовження подвесочного або суспензорной клітин. Після цього починається розвиток власного зародка. Підвіски не тільки проштовхують зародкові клітини вглиб тканини гаметофіта і служать для них гаусторіальним органом, але є, ймовірно, секреторними органами, які руйнують за допомогою ферментів клітини гаметофіту ендосперму.Насіння хвойних дуже різноманітні за розміром і формою. Великі насіння з дерев'янистої шкіркою безкрилі, а шкірясті і перетинчасті насіння більшості хвойних забезпечені одним крилоподібним придатком або двома невеликими крилами, що сприяє їх поширенню вітром. Соковитий яркоокрашенного покрив на насінні ряду хвойних сприяє їх поширенню за допомогою тварин.
Зрілий зародок хвойних складається з підвіска, первинного корінця, стеблинки і сім'ядоль. Підвісок у хвойних різної довжини і форми. У кедрового горіха він сильно закручений і досягає довжини 1 см. Сім'ядолі довгі, вузькі і виявляють велику мінливість в числі навіть у одного і того ж роду та виду. У соснових найбільше число сім'ядоль і найбільша мінливість (від 3 до 18).
Наведена коротка дендрологічна характеристика хвойних з описом їх філогенії свідчить про те, що в процесі тривалої еволюції цілий ряд видів хвойних успішно пристосувався до мінливих умов середовища за рахунок вдосконалення і закріплення в потомстві древніх генетичних структур, що визначають відповідно прояв конкурентоспроможних ознак і властивостей.
На підтвердження цього положення можна навести тайгові ліси з переважанням хвойних порід, що займають величезні території холодної зони в Північній півкулі, що утворюють стійкі чисті і змішані хвойно-листяні деревостани.
Ксероморфность асиміляційного апарату, відносна довговічність, вироблення захисних засобів (живиця, ефірні масла), будова водопроводящей системи, ветроопиляемость і цілий ряд інших особливостей будови забезпечили хвойним одне з провідних положень в освіті сучасних лісових формацій на земній кулі.
Завдання 2. Будова вегетативних органів хвойних порід
Мета завдання - вивчення подібних ознак в будові вегетативних органів хвойних рослин.Матеріал до заняття:
1) фотографії і слайди габітусу крони, форми стовбурів і характер кірки деяких представників сімейства соснових, таксодієвиє і кипарисових; 2) Гербарні зразки пагонів сосни звичайної, ялини звичайної, модрини сибірської, кедра ліванського, секвої вічнозеленої і секвойядендрона гігантського, кипариса і туї західної; 3) зразки деревини і кори перерахованих видів хвойних порід; 4) препарати мікроскопічної будови деревини і кори. Устаткування для обіймання: діапроектор "Світязь", кодоскоп "Полілюкс", мікроскоп, препаровальной лупа, пастель апарат, препарувальні голки (2 4), серветка, олівець, робочий зошит і альбоми для малювання.
Порядок виконання завдання:
1. Випишіть подібні ознаки будови вегетативних органів хвойних порід. Зверніть увагу на найбільш характерні з них: Хвойние- дерева першої величини, більш 25- 30 м, виходять в 1-й панівний ярус і є породами лесообразователей. У гірських умовах вони набувають чагарникові і стланіковие життєві форми.
2. Зверніть увагу на моноподіального розгалуження і активність камбію, що утворює вторинну деревину і луб і забезпечує формування полнодревесності колонновидних стовбурів хвойних. Випишіть розміри деяких представників сімейства соснових, таксодієвиє і кипарисових і максимальну тривалість їх життя. Дерева - багаторічні рослини, що утворюють стовбур, на якому формується крона, що складається з скелетних гілок 1 порядку, від яких відходять гілки II, Ш і т. Д. Порядків, що закінчуються пагонами з листям і нирками. Стовбур, гілки, пагони, нирки, листя і коріння складають вегетативну частину деревних рослин. Замалюйте схему будови дерева з пірамідальною і плакучою кроною; позначте гілки I, II, III і т. д. порядків і пагони.
3. Зверніть увагу на висоту підняття і щільність крони, які є показниками світлолюбний і тіньовитривалості видів. Порівняйте хвою сосни звичайної з хвоєю тиса, секвої вічнозеленої, кипариса і туї західної.
Опишіть загальні ознаки будови листя видів різних порядків і сімейств хвойних. Замалюйте анатомічні елементи хвої сосни звичайної, зверніть увагу на смоляні ходи і судинно-волокнисті пучки в центральному циліндрі хвої. Трахеїди хвойних виконують як водопровідну, так і механічну функції.
4. Смолоносні система і перидерма захищають деревину від пошкоджень. Порівняйте будову кори і деревини деяких представників підкласу хвойних (сосна звичайна, ялиця сибірська, секвоядендрон і туя західна). Зверніть увагу на будову нормальної і травматичної Смолоносні системи деяких хвойних (сосна, ялиця).
5. Підведіть підсумки за матеріалом 2-го завдання. Зверніть увагу на конкурентоспроможні ознаки хвойних за будовою вегетативних органів: утворення великих і довговічних стовбурів, захищених від шкідників смоловиделеніямі і терпіння маслами, однорідність будови деревини, що складається з трахеид, що виконують водопровідну і механічну функції.
Завдання 3. Будова генеративних органів хвойних порід
Мета завдання - розглянути загальні ознаки будови чоловічих і жіночих стробіл, семяпочек і мікроспорангіев, а також шишок і насіння, які відносяться до категорії генеративних (репродуктивних) органів хвойних рослин.Матеріал до завдання: 1) Гербарні зразки пагонів з чоловічими і жіночими стробилами і шишками сосни звичайної, модрини сибірської, туї західної та ялівцю звичайного; 2) препарати пилку сосни, модрини, ялини, ялівцю, туї, кипариса; 3) фіксований матеріал в період цвітіння сосни звичайної, модрини сибірської, туї західної та ялівцю звичайного; 4) слайди і фотографії по цвітінню хвойних.
Устаткування для обіймання: препаровальной лупа, діапроектор "Світязь", кодоскоп "Полілюкс", препарувальні голки (2 - 4), серветка, олівець і зошит (альбом) для малювання.
Порядок виконання завдання
1. Випишіть подібні ознаки будови генеративних органів хвойних рослин, які закладаються в кінці вегетаційного періоду, що передує цвітінню (т. Е. За рік до цвітіння). Процес запліднення і дозрівання насіння відбувається в рік цвітіння, а у деяких (сосна, ялівець) на 2-й рік після цвітіння. Тому розрізняють деревні рослини з двох-і трирічних репродукційним циклом, який обчислюється від початку генеративних (статевих) органів до дозрівання насіння.
У хвойних з жіночих стробіл (мегастробіл) розвиваються шишки, на внутрішній стороні насіннєвих лусочок яких утворюються "голі" насіння з запліднених семяпочек.
2. Проведіть порівняння генеративних органів деяких хвойних ( посадковий матеріал: Тис ягідний, туя західна, сосна звичайна, ялина європейська, модрина сибірська і ін.).
3. Зверніть увагу, що мікростробіли хвойних складаються з мікроспорофіллов, на яких, як правило, утворюється по 2 мікроспорангія (пилкові мішки). Однак у деяких видів араукарії і агатиса число їх досягає 13-15 штук на кожному Мікроспорофілли. Пилок, або мікроспори, у хвойних суха, легко переноситься вітром.
4. Подивіться препарати і замалюйте пилок хвойних з повітряними мішками (сосна, ялина) і без них (модрина).
5. Познайомтеся з Мегастробіли (макростробіламі) двох типів будови: перший тип - мегастробіли складаються з добре розвинених насіннєвих лусок з семяпочками, а криють лусочки слабо розвинені (сосна, ялина); другий тип - мегастробіли складаються з відігнутих назовні криють лусок, забарвлених часто в червонувато-малиновий колір, на внутрішній стороні яких можна бачити невеликі насіннєві луски з насінин (ялиця, модрина, псевдотсуга).
6. Зробіть порівняльні малюнки, зіставивши будова мегастробіл сосни і модрини з шишками, що утворилися з них.
