Dibisyon ng gymnosperms. Pine development cycle Istraktura ng isang male pine cone
Ang mga ninuno ng gymnosperms ay seed ferns, na nag-evolve mula sa tree ferns. Ang lahat ng kanilang mga kinatawan ay makahoy na mga halaman na may isang kumplikadong siklo ng pag-unlad, kung saan ang asexual na henerasyon ay nangingibabaw sa anyo ng puno mismo, at ang sekswal na henerasyon ay lubos na pinasimple at bubuo sa asexual na henerasyon. Pagkatapos ng pagpapabunga, ang isang embryo ay nabuo, na nahuhulog sa isang buto na nakahiga na bukas sa ibabaw ng sukat ng binhi, samakatuwid ang pangalan - gymnosperms (isasaalang-alang namin nang detalyado ang siklo ng pag-unlad sa ibaba gamit ang halimbawa ng mga conifer).
Ang pinaka sinaunang klase - seed ferns - ay ganap na nawala. Ayon sa paleontological data, mayroon silang tuwid, walang sanga na mga putot na may rosette malalaking dahon sa taas. Ang Sporangia ay nabuo sa mga espesyal na dahon, na pagkatapos ay naging mga buto, na may maliit na embryo ng mga halaman sa hinaharap.
Ang klase ng Ginkgo ay napaka sinaunang din, kung saan ang isang species ng ginkgo biloba ay napreserba - Ginkgo b i 1 o b a, isang puno na may mga dahon na bilobed na hugis pamaypay. Bihirang matagpuan na lumalagong ligaw, ito ay nilinang sa China, Japan at sa mga botanikal na hardin.
Ang pinakamahalaga sa kalikasan at kasanayan ng tao ay ang mga kinatawan ng klase ng coniferous - Coniferae, na laganap sa buong mundo. Nangibabaw sila sa taiga zone. Sa Unyong Sobyet, 75% ng mga kagubatan ay binubuo ng mga halamang koniperus. Ang lahat ng mga conifer ay nailalarawan sa pamamagitan ng monopodial (hindi tiyak) na sumasanga at pangalawang pampalapot ng puno, ang pagkakaroon ng mga tracheid lamang sa mga elemento ng conductive sa kahoy, at ang hugis ng mga dahon na tulad ng karayom o sukat. Ang lahat ng mga ito ay mga evergreen, maliban sa ilang mga genera, kabilang ang genus larch, mga species na nagbuhos ng kanilang mga karayom para sa taglamig.
Isaalang-alang natin ang siklo ng pag-unlad ng mga conifer gamit ang halimbawa ng Scots pine - Pinus sylvestris. Ang isang puno ng pino na lumalaki sa ligaw ay nagsisimula sa pamumulaklak sa edad na 15 sa kagubatan, ang pamumulaklak ay nagsisimula pagkatapos ng 25-30 taon. Lalaki at babae inflorescences - cones - ay nabuo sa gitna o katapusan ng Mayo sa isang puno (pine ay isang monoecious halaman). Maliit, humigit-kumulang 5 mm ang haba, dilaw na male cone ay nakaayos nang magkakasama - 15-30 piraso bawat isa. sa base ng batang shoot (Larawan 66). Ang bawat kono ay binubuo ng isang maikling axis na may mga pinahabang kaliskis na makapal na matatagpuan dito: sa ilalim ng mga ito mayroong dalawang hugis-itlog na anthers kung saan nabuo ang pollen. Ang bawat sukat na may dalawang anther ay isang pine stamen.
Sa loob ng anthers mayroong archesporium tissue, ang mga cell na kung saan, tulad ng sa fern sporangia, hatiin reductionally, pagkatapos ay karyokinetically, na nagreresulta sa pagbuo ng apat na haploid cells - pine pollen. Ang bawat butil ng alikabok ay binubuo ng isang cell na may dalawang shell, na ang itaas na shell ay umatras mula sa ibaba sa dalawang lugar, na bumubuo ng mga air sac, na nagpapababa ng tiyak na gravity pollen at pinapadali ang transportasyon nito sa pamamagitan ng hangin sa malalayong distansya. Kapag ang pollen ay hinog, ang mga anther ay sumabog, ang pollen ay natapon at dinadala ng hangin. Ang karagdagang pag-unlad ng pollen ay nangyayari sa anthers. Ang pollen nucleus ay nahahati sa dalawa (Larawan 67). Ang isa ay nananatiling nucleus ng pollen cell at ngayon ay tinatawag na nucleus ng vegetative cell. Ang pangalawang nucleus, na naghahati, ay bumubuo sa nuclei ng apat na maliliit na selula. Ang isa sa kanila, kadalasan ang mas malaki, ay nagiging isang antheridial cell, ang tatlo pang natutunaw. Ang antheridial cell ay nahahati at bumubuo ng dalawang generative cells - sperm (male gametes). Sa panahong ito, ang pollen mula sa anthers ay dinadala ng hangin sa ibabaw ng ovule at tumubo. Ang panlabas na shell nito ay sumabog, at ang panloob ay umaabot sa isang pollen tube, kung saan ang cytoplasm na may nucleus ng vegetative cell at dalawang tamud ay ibinuhos (hindi sila makagalaw nang nakapag-iisa).
Napakaliit, 3-4 mm ang haba, ang mga babaeng pine cone ay nabuo sa 2-3 piraso. sa tuktok ng mga batang shoots (tingnan ang Fig. 66,6).
Binubuo ang mga ito ng isang maikling axis kung saan ang mga kaliskis ay makapal na matatagpuan, iba-iba ang laki at hugis. Ang ilan - napakaliit - ay tinatawag na pantakip na kaliskis; Sa loob ng mga kaliskis ng buto, sa kanilang pinaka-base, dalawang hugis-itlog na katawan ang bubuo - dalawang ovule (ovules).
Ang mga ovule ay may kumplikadong istraktura. Sa itaas ay natatakpan sila ng isang espesyal na tisyu - isang takip, ang mga gilid kung saan sa tuktok ng ovule ay hindi nagsasara, na bumubuo ng isang makitid na pagbubukas - isang daanan ng pollen (Larawan 67, d). Sa ilalim ng takip mayroong isang multicellular body ng ovule - ang nucellus. Ang isa sa mga selula ng nucellus ay mabilis na lumalaki at naghahati ng dalawang beses, una sa pagbabawas, pagkatapos ay karyokinetically, na bumubuo ng apat na mga haploid na selula na nakahiga sa isa sa itaas ng isa. Ang tatlong itaas na mga selula ay natutunaw, ang ikaapat, lumalaki, napupuno panloob na bahagi ovules, isang manipis na layer lamang sa ilalim ng takip ang natitira sa nucellus. Ang malaking haploid cell na ito ay tinatawag na embryo sac. Ang nucleus nito ay nahahati nang maraming beses, lumilitaw ang mga selula at ang lukab ng embryo sac ay puno ng endosperm tissue. Pagkatapos, sa itaas na bahagi ng endosperm, dalawang mas malalaking selula ang nabuo - mga itlog (mga babaeng gametes) at sa itaas ng bawat isa sa kanila, apat na maliliit na selula ang bumubuo ng isang channel na humahantong sa itlog. Tinatapos nito ang pagbuo ng pine ovule bago ang pagpapabunga.
Sa oras na ito, ang mga kaliskis ng babaeng kono ay gumagalaw, yumuko pabalik, at ang pollen ay hinihipan ng hangin papunta sa ibabaw ng ovule patungo sa daanan ng pollen. Ang pine pollen ay namamalagi doon sa loob ng isang buong taon at tumutubo lamang sa susunod na tagsibol. Sa iba pang mga conifers ito ay tumubo kaagad.
Ang pine pollen na sumibol pagkatapos ng isang taon ay bumubuo ng pollen tube na tumutubo patungo sa itlog. Sa oras na ito, ang nucleus ng vegetative cell ay natutunaw, ang mga nilalaman ng pollen tube ay dumadaloy sa itlog, at ang unang tamud ay sumasama sa nucleus ng itlog, at ang pangalawang tamud ay natunaw. Ang fertilized na itlog ay nagiging isang diploid cell - isang zygote, at natatakpan ng isang lamad. Ang pangalawang itlog ay natutunaw.
Ang zygote ay nahahati, at mula dito ay nabuo ang isang embryo na may mga simulain ng isang ugat (tingnan ang Fig. 66, 14) ng isang tangkay at may apat hanggang walong cotyledon, pagkatapos nito ay huminto sa paglaki at pumasa. estado ng pahinga. Sa oras na ito, ang isang supply ng nutrients ay idineposito sa endosperm. Ang takip ng ovule ay nagiging seed coat, at ang buong ovule ay nagiging binhi. Sa karamihan ng mga conifer, ang mga buto ay hinog sa loob ng isang taon. Sa pine, mula sa simula ng pamumulaklak ng babaeng kono hanggang sa pagkahinog ng mga buto sa loob nito, lumipas ang 18 buwan. Sa panahong ito, ang mga babaeng cone ay lumalaki sa laki, ang mga kaliskis ng buto ay nagiging makahoy, at isang may lamad na pakpak ang bumubuo sa mga buto. Ang mga kaliskis ng hinog na cone ay yumuko pabalik, ang mga buto ay nahuhulog at dinadala ng hangin. Mula sa embryo, ang tumutubo na binhi, isang shoot ay lumalaki, na pagkatapos ay bubuo sa isang puno, at ang pine development cycle ay nagsisimula muli.
Ang pagpaparami ng mga buto ng halaman ay pinag-aralan nang mas maaga kaysa sa mas mataas na spore na mga halaman, at ang kanilang mga reproductive organ ay binigyan ng mga pangalan: stamen, anther, pollen, ovule, embryo sac. Nang maglaon, pinag-aralan ang siklo ng pag-unlad ng mas mataas na spores at natuklasan ang prothlae, antheridia, at archegonia.
Sa gusali bukol ng lalaki Ang puno ng pino at ang moss moss spikelet ay may maraming pagkakatulad: mayroong isang pangunahing axis, kaliskis at sporangia sa kanila, kung saan tumutugma ang mga pine anther. Sa anthers, tulad ng sa sporangia, ang isang archesporium ay bubuo, ang mga cell na kung saan sa parehong pine at club mosses ay nahahati nang dalawang beses - una reductionally, pagkatapos ay karyokinetically, na bumubuo ng apat na haploid cells, na tinatawag na microspores sa heterosporous club mosses, at pollen sa pine. Ang pagbuo ng mga haploid cell, microspores o pollen sa parehong mga mosses at pine tree ay nagtatapos sa pagbuo ng asexual na henerasyon at nagsisimula sa pagbuo ng sekswal na henerasyon - ang gametophyte. Sa heterosporous mosses, isang maliit na male prothallus ang bubuo sa loob ng microspore, at sa loob nito ay isang antheridium na may spermatozoa.
Sa pine, sa pollen (ayon sa pagkakabanggit, sa microspore), nabuo ang isang vegetative cell at filament - isang primitive male prothallus, at isang antheridial cell (naaayon sa antheridium) ay nabuo sa loob nito. Bilang resulta ng dibisyon ng antheridial cell, dalawang sperm (gametes) ang nabuo, na naiiba sa sperm lamang sa kanilang kawalang-kilos. Tinatapos nito ang pag-unlad ng gametophyte - ang lalaking sekswal na henerasyon ng lumot at pine.
Ang babaeng pine cone ay halos kapareho sa istraktura sa moss moss spikelet: mayroong isang axis, kaliskis at sporangia sa kanila, na sa pine ay tumutugma sa mga ovule. Sa mga ovule, pagkatapos ng pagbawas at pagkatapos ay ang karyokinetic division ng nuclei, ang mga haploid cell ay nabuo, sa mosses mayroong macrospores, tanging sa mosses mayroong ilan sa kanila, sa pine, sa apat na haploid cells, isang cell ang napanatili - ang embryo sac. Sa pine, tulad ng sa heterosporous club mosses, sa macrospore (embryo sac) ang tisyu ng babaeng prothallus ay nabuo - ang endosperm at sa loob nito ay dalawang itlog na may mga labi ng isang archegonium sa anyo ng walong maliliit na selula. Tinatapos nito ang pagbuo ng babaeng sekswal na henerasyon - ang gametophyte sa parehong lumot at pine.
Sa pagsasanib ng mga gametes at pagbuo ng isang zygote (diploid cell), kapwa sa lumot at sa pine tree, ang pagbuo ng isang asexual na henerasyon, isang embryo, pagkatapos ay isang pang-adultong halaman na may mga ugat, tangkay at dahon ay nagsisimula. Ang lahat ng mga organo ng pine ay may mga diploid na selula, at tanging sa pagbawas ng cell division sa anthers at ovules sa panahon ng pagbuo ng pollen (microspores) at ang embryo sac (macrospores) nagsisimula ang pagbuo ng sekswal na henerasyon ng pine, na may isang napaka primitive na istraktura. Ang lalaking sekswal na henerasyon ng isang pine tree ay binubuo ng pollen (microspora), isang vegetative cell at isang thread sa loob nito (male prothallus), isang antheridial cell (antheridium) at dalawang spermatozoa (naaayon sa spermatozoa). Ang babaeng sekswal na henerasyon ng pine ay nabubuo sa inang halaman sa mga ovule (macrosporangia) at binubuo ng isang embryo sac (macrospores), endosperm (female prothallus) at dalawang itlog na may walong maliliit na selula (archegonium remains). Ang pagsasanib ng mga gametes ay humahantong sa pagbuo ng isang diploid zygote at pagbuo ng isang bago, asexual na henerasyon.
Kaya, sa mga conifer, dalawang henerasyon ang kahalili - sekswal at asexual. Ang nangingibabaw na henerasyon sa kanila ay ang asexual na henerasyon, at ang babaeng sekswal na henerasyon ay buo sa asexual na henerasyon.
Ang mga pagkakaiba sa mga siklo ng pag-unlad ng gymnosperms at pteridophytes ay ang mga sumusunod: sa gymnosperms, ang babaeng sekswal na henerasyon ay bubuo sa asexual na henerasyon, sa pteridophytes, nang hiwalay sa lupa; sa gymnosperms, ang male sexual generation ay lubos na pinasimple at bumubuo ng immobile spermatozoa, sa pteridophytes - motile spermatozoa; sa gymnosperms ito ay nahihiwalay mula sa inang halaman at nagsisilbi para sa pagpapalaganap ng binhi (isang tinutubuan na sporangium na may prothallus at embryo), sa pteridophytes - isang spore; sa gymnosperms, ang yugto ng pahinga ay nangyayari sa mga buto, sa pteridophytes, sa spore; sa gymnosperms hitsura Ang mga macro- at microspores, sporangia, at maging ang mga lalaki at babae na cones ay naiiba sa karamihan ng mga pteridophytes, ang sporangia at spores ay hindi naiiba sa hitsura.
Ang mga kinatawan ng tatlong pamilya ng mga conifer ay matatagpuan sa CIS: pine - Pinaceae, yew - Tachaseaeikiparis - Cupressaceae.
Ang pinakakaraniwang pamilya ng pine ay kinabibilangan ng mga sumusunod na genera:
Pine - Pinus. Ang mahahabang at matitigas na karayom ay tumutubo lamang sa pinaikling mga sanga - dalawang karayom bawat isa: Scots pine - Pinus sylvestris, Crimean pine - Pinus pallasiana, o limang karayom bawat isa: Siberian pine pine - Pinus sibirica, Weymouth pine - P i nus s t r obu s.
| buto ng pine (seed germ) ↓ | |
| pine ( mature na halaman, sporophyte) | |
| male cone ↓ | babaeng cone ↓ |
| sporangia ↓ | mga ovule (cones sa kaliskis, na may sporangia) ↓ |
| meiosis (maraming maliliit na spores - microspores, lahat ay umuunlad) ↓ | meiosis (4 na malalaking spores - megaspores, isa lamang ang bubuo) ↓ |
| male prothallus – gametophyte (pollen grain) ↓ | babaeng prothallus gametophyte (endosperm na may 2 archegonia) ↓ |
| Ang pollen ay dinadala ng hangin sa ovule, tumutubo, na bumubuo ng pollen tube ↓ | itlog (isa sa bawat archegonia) |
| 2 tamud (inihatid sa itlog sa pamamagitan ng pollen tube) |   |
| zygote (isang tamud (n) ay nagpapataba ng isang itlog (n)) ↓ | |
| binhi (seed embryo) |
Sa tagsibol, ang mga dilaw-berdeng spot ay nabuo sa base ng mga batang shoots. lalaki cones. Sa lalaki cones ay nabuo butil ng pollen, na binubuo ng dalawang cell - vegetative at generative. Ang generative cell ay nahahati sa dalawang male gametes - sperm. Mga babaeng cone nakolekta 1-3 sa dulo ng mga batang shoots. Ang bawat kono ay kumakatawan sa isang axis kung saan ang dalawang uri ng kaliskis ay umaabot: sterile at seed-bearing. Sa bawat sukat ng binhi, dalawang ovule ang nabuo sa loob. Sa gitna ng ovule, bubuo ang endosperm, na siyang babaeng gametophyte. Ang endosperm ay bubuo mula sa isang megaspore, at dalawang archegonia ang nabuo sa tissue nito. Ang pollen ay dinadala ng hangin, nahuhulog sa mga babaeng cone at tumagos sa pollen duct ng ovule. Ang isang malagkit na likido ay inilabas mula sa pollen duct, at kapag ito ay natuyo, ang pollen ay inilabas sa ovule. Kapag ang mga particle ng alikabok ay nahulog sa mga babaeng cone, ang mga kaliskis ay nagsasara at nakadikit kasama ng dagta: sa oras na ito, ang mga ovule ay hindi pa handa para sa pagpapabunga. Ang puno ng pino ay tumatagal ng halos isang taon sa pagitan ng polinasyon at pagpapabunga. Ang vegetative cell ng pollen grain ay lumalaki sa isang pollen tube, na umaabot sa archegonium. Sa dulo ng pollen tube mayroong dalawang tamud: ang isa sa kanila ay namatay, at ang isa ay nagsasama sa itlog ng isa sa archegonia. Ang isang embryo ay bubuo mula sa nagresultang zygote.
Ang gymnosperms ay mas matataas na buto ng halaman na walang bulaklak at hindi namumunga. Ang kanilang mga buto ay bukas na matatagpuan sa loob ng mga dahon na parang kaliskis, na bumubuo ng isang kono. Ang mga gymnosperm ay ang unang tunay na halaman sa lupa, dahil hindi sila nangangailangan ng tubig para sa pagpapabunga.
Ang pamumulaklak ng gymnosperms ay nagsimula noong Paleozoic at Mesozoic na panahon. Sa proseso ng ebolusyon, ang mga gymnosperm ay nag-evolve mula sa mga pako. Ang extinct transitional form ay seed ferns. Sa hitsura, ang mga halaman na ito ay malapit sa mga ferns, ngunit may mga ovule na matatagpuan nang direkta sa mga dahon, na nagbigay ng tawag sa grupong ito na Seed Ferns.
Ang nangingibabaw na yugto ay sporophyte.
Ang stem (sa karamihan) ay mahusay na binuo at makahoy. Kasama sa tangkay ang bark, kahoy at isang malabong umbok. Ang conducting tissue ay kinakatawan ng mga tracheid (isang evolutionary na mas sinaunang istraktura kaysa sa trachea). Sa bark at kahoy ng conifers mayroong mga duct ng dagta - napuno ang mga intercellular space mahahalagang langis at dagta, na itinago ng mga selulang nasa gilid ng kanal. Pinoprotektahan ng dagta ang halaman mula sa pagtagos ng mga microorganism at insekto. Ang sumasanga ng tangkay ay monopodial, i.e. ang apical shoot ay nagpapatuloy sa buong buhay. Kapag ang apical shoot ay tinanggal, ang paglago ng halaman sa taas ay hihinto.
Ang mga dahon ng conifer ay maliit, nangangaliskis o hugis ng karayom at tinatawag na mga karayom. Karaniwan silang nananatili sa puno sa loob ng 2-3 taon. Ang mga karayom ay natatakpan ng isang cuticle. Ang stomata ay malalim na naka-embed sa tissue ng dahon, na binabawasan ang pagsingaw ng tubig.
Ang root system ay karaniwang taprooted. Ang pangunahing ugat ay mahusay na tinukoy at tumagos nang malalim sa lupa. Ang mga maikling lateral na ugat ay kadalasang naglalaman ng mycorrhizae.
Ang mga gymnosperm ay mas mahusay na inangkop sa buhay sa lupa sa maraming aspeto kaysa sa mga halaman na may spore. Ang kanilang pagpaparami ay hindi nauugnay sa pagkakaroon ng kahalumigmigan, dahil ang pollen ay dinadala ng hangin mula sa lalaki hanggang sa babaeng sporophyte. Ang pagpapabunga ay nangyayari gamit ang isang pollen tube. Salamat sa pag-unlad ng cambium at pangalawang kahoy, maraming gymnosperms ang umabot sa malalaking sukat.
Ang mga male cone ay matatagpuan sa gitna ng mga karayom sa base ng mga batang shoots. Binubuo sila ng microsporophylls (mga kaliskis), na nagdadala ng 2 microsporangia (pollen sac) kung saan nabubuo ang mga spores. Ang mga male bud ay berde-dilaw ang kulay.
Ang mga babaeng cone ay matatagpuan sa mga tuktok ng iba pang mga batang shoots. Ang mga ito ay kayumanggi o pula-kayumanggi ang kulay. Ang mga babaeng cone ay binubuo ng mga buto ng kaliskis (megasporophylls) na may 2 ovule at isang sumasaklaw na sterile scale. Ang mga ovule (ovules) ay ang mga pormasyon kung saan nabuo ang mga buto. Matatagpuan nang hayagan sa ibabaw ng mga kaliskis ng buto
· 2 – babaeng kono
· 3 – seed scale na may 2 ovule (top view)
· 4 – pantakip at kaliskis ng buto (tingnan sa ibaba)
Ikot ng buhay conifer (halimbawa, pine).
Ang Pine ay isang monoecious na halaman. Sa tagsibol, ang mga cone ay nabuo sa ilan sa mga shoots nito - lalaki at babae. Ang Microsporania ng mga male cone ay puno ng microsporocytes (2n), na pagkatapos ng meiosis ay bumubuo ng 4 na haploid microspores. Ang mga microspores ay natatakpan ng spore membrane at bumubuo ng pollen grain, kung saan nabuo ang isang male gametophyte, kabilang ang 1 vegetative at 1 generative cells. Ang spore shell ay bumubuo ng dalawang air sac, na nagpapadali sa paglipat ng pollen sa pamamagitan ng hangin sa malalayong distansya.
· A – male cone;
· B - microsporophyll (1) na may microsporangia (2);
· B - pollen: 3 - vegetative cell; 4 – generative cell; 5 - dalawang air bag
Matapos masira ang dingding ng microsporangium, ang mga butil ng pollen ay nakakalat sa pamamagitan ng hangin at nahuhulog sa mga babaeng cone.
Ang Megasporangium ay isang bahagi ng ovule, na natatakpan ng integument (takip) at nakakabit sa mga kaliskis ng buto (megasporophylls) sa tulong ng isang tangkay.
A – babaeng kono
a – takip na kaliskis
b – kaliskis ng buto
c – mga ovule sa sukat ng buto
1 – seed coat mula sa ibaba
2 - kaliskis ng buto sa itaas,
3 - ovule sa seksyon (sa loob ng megasporangium, sa loob nito ay may archegonia, sa labas ay natatakpan ng integument)
Ang megasporangium ay kinabibilangan lamang ng isang megasporocyte (2n), na pagkatapos ng meiosis ay bumubuo ng 4 na haploid spores, tatlo sa mga ito ay nabawasan. Ang natitirang megaspore ay bumubuo ng isang babaeng gametophyte, na hindi umaalis sa megasporangium. Ang archegonia na naglalaman ng mga itlog ay nabuo sa gametophyte.
Ang polinasyon ng pine ay nangyayari sa huli ng Mayo - unang bahagi ng Hunyo. Sa sandaling nasa ovule, ang butil ng pollen ay dumidikit sa malagkit na likido, na, umuusok, ay iginuhit ito sa loob ng ovule. Ang butil ng pollen ay tumutubo: isang pollen tube ang nabuo mula sa vegetative cell, at 2 sperm ang nabuo mula sa generative cell (sa pamamagitan ng mitosis). Ang tamud ay passive na dinadala sa archegonia kasama ang pollen tube. Ang isang tamud ay nagpapataba sa itlog, ang pangalawa ay namatay.
Ang zygote na nabuo pagkatapos ng pagsasanib ng mga selula ng mikrobyo ay nagbubunga ng embryo, at ang ovule ay nagbibigay ng binhi. Ang binhi ay binubuo ng:
mikrobyo (2n)
· seed coat (2n) – nabuo mula sa integument
· supply ng nutrients – endosperm (n) – ay nabuo mula sa katawan ng gametophyte.
Ang pagbuo ng embryo ay naglalaman ng isang ugat, isang tangkay, ilang mga cotyledon (dahon ng embryo) at mga putot. Ang mga buto ng pine ay hinog sa taglagas sa susunod na taon. Karaniwan sa taglamig, ang lignified na kaliskis ng buto ay nagkakalat, at ang mga buto, na may mga pakpak na karugtong, ay dinadala ng hangin. Sa sandaling nasa kanais-nais na mga kondisyon, ang mga buto ay tumubo, na nagbibigay ng isang sporophyte - isang malaking madahong halaman.
Pine- halaman na mapagmahal sa liwanag, hindi hinihingi sa lupa. Lumalaki ito sa buhangin, sa mga bato, sa mga latian. Depende sa lugar ng paglago, ito ay bubuo ng pangunahin alinman sa isang pangunahing ugat o isang sistema ng mga lateral na ugat. Nag-ugat ito nang maayos, na tumutulong sa pagpapatatag ng lupa. Ang mga puno ng pine na tumutubo sa kagubatan ay maaaring umabot ng hanggang 40 m ang taas. Ito ay may isang tuwid na puno ng kahoy na natatakpan ng pula-kayumangging balat. Ang isang mababang manipis na puno ng kahoy ay matatagpuan sa isang puno ng pino na lumalaki sa isang latian. Ang habang-buhay ng pine ay 350-400 taon.
Spruce hindi tulad ng pine, ito ay isang shade-tolerant na halaman. Ang Spruce ay bumubuo ng isang siksik na pyramidal na korona. Ang mas mababang mga sanga nito ay karaniwang hindi namamatay, ngunit napanatili, kaya naman madilim ang mga kagubatan ng spruce. Ang spruce ay mas hinihingi sa mga kondisyon sa kapaligiran at lumalaki sa mas mataba at sapat na basa-basa na mga lupa. kanya sistema ng ugat hindi gaanong binuo kaysa sa pine at matatagpuan nang mas mababaw, samakatuwid malakas na hangin maaaring "puputol" ang isang puno na may mga ugat nito. Ang mga dahon ng spruce - mga karayom - ay hugis ng karayom, na matatagpuan nang isa-isa sa mga shoots at nananatili sa puno sa loob ng 7-9 na taon. Kung ang mga pine cone ay 4-5 cm ang haba, ang spruce cone ay 10-15 cm ang haba at bubuo sa loob ng isang taon. Ang pagpaparami sa spruce ay nangyayari sa parehong paraan tulad ng sa pine. Ang haba ng buhay nito ay 300-500 taon.
Nalalapat din ito sa mga conifer larch. Maaari itong makatiis ng matinding frost sa Siberia at Yakutia. Ang mga karayom nito ay nahuhulog sa taglamig, kung saan nagmula ang pangalan nito.
Pambihirang tibay sequoia, o puno ng mammoth. Ang haba ng buhay nito ay 3-4 na libong taon.
Sa pine at mixed forest, sa mga tuyong burol, matatagpuan ang karaniwang juniper - isang evergreen shrub na may mga dahon na parang karayom. Ang mga kakaibang cone nito ay may hindi naghihiwalay na kaliskis at kahawig ng mataba na mala-bughaw na berry.
Ang kahulugan ng conifer .
Tulad ng lahat ng berdeng halaman, bumubuo sila ng organikong bagay, sumisipsip ng carbon dioxide at naglalabas ng oxygen. Ang mga koniperus na kagubatan ay nagpapaliban sa pagtunaw ng niyebe at nagpapayaman sa lupa ng kahalumigmigan. Ang Pine ay gumagawa ng phytoncides - mga pabagu-bago ng isip na mga sangkap na may antibacterial effect. Panatilihin ang istraktura ng lupa at protektahan ito mula sa pagkasira (pine).
Ang tao ay gumagamit ng mga conifer bilang isang mahalagang konstruksiyon at pandekorasyon na materyal ("ship pines", "mahogany" - sequoia wood, rot-resistant larch wood). Ang kahoy na spruce ay ginagamit sa paggawa ng papel. Ang turpentine, rosin, sealing wax, barnis, alkohol, at plastik ay nakukuha mula sa mga conifer. Mula sa mga buto ng Siberian cedar pine ang kanilang ginagawa nakakain na langis. Ang mga buto ng cedar pine ay nakakain. Ang ilang mga naninirahan sa kagubatan ay kumakain ng mga buto ng koniperus. Ang mga juniper cones ay ginagamit bilang gamot. Maraming conifers ay nilinang bilang halamang ornamental
### Takdang-Aralin
1. Ang mga buto ng Siberian pine ay tinatawag na pine nuts. Ipaliwanag kung ang pangalang ito ay tama mula sa isang siyentipikong pananaw.
2. Natuklasan iyon ng mga siyentipiko mga puno ng koniperus(spruce, pine) ay hindi gaanong lumalaban sa polusyon sa hangin ng mga gas na pang-industriya kaysa sa mga punong nangungulag. Ipaliwanag ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito.
· Ang iba't ibang mga nakakapinsalang sangkap ay naninirahan sa mga dahon.
· Sa mga nangungulag na halaman, ang mga dahon ay nahuhulog taun-taon, at ang mga nakakapinsalang sangkap ay tinanggal kasama ng mga ito; sa mga koniperong halaman, ang mga dahon ay nabubuhay ng 3-5 o higit pang mga taon, kaya ang mga nakakapinsalang sangkap ay hindi naalis at humantong sa pagkalason sa katawan.
3. Magbigay ng detalyadong sagot sa tanong. Anong mga katangian ang katangian ng mga coniferous na halaman?
4. Bakit sa Agosto sa isang koniperus na kagubatan sa ilalim ng mga puno maaari mong makita ang maraming nahulog na mga pine needle, ngunit sa isang nangungulag na kagubatan halos walang mga nahulog na dahon mula noong nakaraang taon? Paano ito nakakaapekto sa pagkamayabong ng lupa?
· Ang mga karayom ay naglalaman ng maraming resinous substance na nagpapahirap sa mga microorganism na mabulok ang mga ito.
· Bilang karagdagan, sa isang koniperus na kagubatan sa lilim, ang temperatura ay mas mababa at ang rate ng agnas ay mababa.
· Dahil sa mabagal na pagkabulok at pag-leaching ng organikong bagay, ang lupa sa isang koniperong kagubatan ay naglalaman ng kaunting humus.
5. Anong chromosome set ang katangian ng pine pollen grain at sperm cells? Ipaliwanag kung saang mga unang cell sila ay nagmula at bilang isang resulta ng kung anong dibisyon ang mga cell na ito ay nabuo?
6. Bakit mas nabubuhay ang mga peste sa mga luma at may sakit na pine tree?
Sagot:
· Ang mga batang puno ay gumagawa ng maraming dagta,
· Ang dagta ay naglalaman ng turpentine, na nagtataboy ng mga peste.
· Ang mga lumang puno ay nagbibigay ng mas mahusay na kanlungan.
7. Ano ang mga pakinabang ng pagpaparami ng mga halaman sa pamamagitan ng mga buto kumpara sa mga spores?
8. Paano naiiba ang buto ng pine sa spore ng pako at ano ang pagkakatulad nito?
Ang mga unang buto ng halaman ay ang wala na ngayong mga buto ng pako, na nagbunga gymnosperms. Ang mga gymnosperm ay mga sinaunang binhing halaman sa landas ng biological na pag-unlad. Lumitaw ang mga ito sa Earth mahigit 350 milyong taon na ang nakalilipas, bago pa ang paglitaw ng mga angiosperms. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang mga gymnosperm ay nagmula sa mga sinaunang heterosporous seed ferns na hindi nakaligtas hanggang sa araw na ito. Ang mga imprint ng seed ferns ay matatagpuan sa malalalim na layer ng crust ng lupa.
Istraktura ng isang sanga ng pine
sanga ng pine
Ang istraktura ng isang babaeng pine cone
Sa tagsibol, ang mga maliliit na mapula-pula na cone ay makikita sa mga tuktok ng mga batang shoots. Ito ay mga babaeng bukol. Ang babaeng kono ay binubuo ng isang axis, o baras, kung saan matatagpuan ang mga kaliskis. Sa kaliskis ng mga babaeng cones, hindi protektado, na parang hubad (kaya ang pangalan - gymnosperms), ang mga ovule ay namamalagi, sa bawat isa sa kanila ay nabuo ang isang itlog.
Ang istraktura ng isang babaeng pine cone
Ang istraktura ng isang male pine cone
Sa parehong mga sanga kung saan matatagpuan ang mga babae, mayroon ding mga male cone. Ang mga ito ay matatagpuan hindi sa tuktok ng batang shoot, ngunit sa kanilang base. Ang mga male cone ay maliit, hugis-itlog, dilaw at nakolekta sa magkakalapit na grupo.
Ang istraktura ng isang male pine cone
Ang bawat male cone ay binubuo ng isang axis kung saan matatagpuan din ang mga kaliskis. Sa ilalim na bahagi ng bawat sukat ay may dalawang pollen sac kung saan ang pollen ay namumuo - isang koleksyon ng mga particle ng alikabok kung saan ang mga male reproductive cell - sperm - ay nabuo mamaya.
Ang istraktura ng isang mature na pine cone
Ang pagpapabunga sa mga puno ng pino ay nangyayari isang taon pagkatapos tumama ang pollen sa mga babaeng cone. At ang mga buto ay nahuhulog pagkatapos ng isa pang anim na buwan, sa pagtatapos ng taglamig. Sa oras na ito, ang mature na babaeng kono ay nagiging kayumanggi sa kulay at umabot sa 4-6 cm.
Istruktura mature bud mga puno ng pino
Kapag ang mga kaliskis ng isang mature na babaeng kono ay hinila, nagiging malinaw na ang mga buto ay nakahiga sa mga pares sa itaas na bahagi ng mga kaliskis, sa kanilang base. Ang mga buto ay nakahiga, hubad. Ang bawat pine seed ay nilagyan ng transparent filmy wing, na nagsisiguro sa paglipat nito sa pamamagitan ng hangin.
Ang proseso ng polinasyon at pagpapabunga sa pine. (cycle ng pag-unlad)
Pagpaparami: sekswal - sa pamamagitan ng mga buto.
Ang pagpaparami ay nangyayari sa dalawang yugto: ang proseso ng polinasyon at ang proseso ng pagpapabunga.
Proseso ng polinasyon
- Ang pollen ay naninirahan sa mga ovule ng babaeng kono.
- Ang pollen ay tumagos sa ovule sa pamamagitan ng pollen duct.
- Ang mga kaliskis ay nagsasara at pinagdikit ng dagta.
- Paghahanda para sa pagpapabunga.
- Kapag ang pollen ay tumubo, ito ay bumubuo ng tamud at isang pollen tube.
Proseso ng pagpapabunga
Ang fertilization ay nangyayari sa ovule 12 buwan pagkatapos ng polinasyon.
- Ang tamud ay nagsasama sa itlog, na nagreresulta sa pagbuo zygote.
- Bumubuo mula sa isang zygote embryo.
- Mula sa buong ovule - buto.
Ang kono ay lumalaki at unti-unting nagiging lignified, ang kulay nito ay nagiging kayumanggi. Sa susunod na taglamig, bumukas ang mga cone at tumutulo ang mga buto. Maaari silang manatiling tulog nang mahabang panahon at tumubo lamang sa mga kanais-nais na kondisyon.
Ang mga punla ng pine ay mukhang kakaiba kapag sila ay umusbong lamang mula sa buto. Ito ay mga maliliit na halaman na ang tangkay ay mas maikli kaysa sa posporo at hindi mas makapal kaysa sa ordinaryong karayom sa pananahi. Sa tuktok ng tangkay ay mayroong isang bungkos ng napakanipis na mga karayom ng cotyledon na nagliliwanag sa lahat ng direksyon. Ang Pine ay walang isa o dalawa sa kanila, tulad ng mga namumulaklak na halaman, ngunit higit pa - mula 4 hanggang 7.
Sibol ng buto ng pine
Sa gayon, ang mga halaman na kabilang sa dibisyong Gymnosperms ay naiiba sa lahat ng iba pang halaman dahil sila ay gumagawa ng mga buto. Ang panloob na pagpapabunga, ang pagbuo ng embryo sa loob ng ovule at ang hitsura ng buto ay ang pangunahing biological na bentahe ng mga halaman ng buto, na nagbigay sa kanila ng pagkakataong umangkop sa mga kondisyon ng lupa at makamit ang mas mataas na pag-unlad kaysa sa mas mataas na mga halaman na walang binhi.
Ang ikot ng buhay ng Scots pine ay pinangungunahan ng sporophyte– isang mature na puno, kabilang ang: ugat, baul, mga sanga(mga pahabang shoots), pinaikling mga shoots, dahon, panlalaki at pambabae bumps.
Ang tap root system ng pine ay umabot sa lalim na 20-30 m at maaaring pumasok sa symbiosis kasama ang mycelium (katawan) ng fungi, halimbawa, boletus, na lumilikha. mycorrhiza(ugat ng fungus). Ang Hyphae (mga outgrowth ng mycelium) ay pinagsasama ang mga ugat ng pine mula sa mga tip hanggang sa suction zone at tumagos sa loob, na kumukonekta sa mga vascular bundle. Sa pamamagitan ng pagsipsip ng organikong bagay mula sa halaman, ang fungus ay nagbibigay sa halaman ng tubig at mineral.
Ang puno ng kahoy ay isang vertical lignified stem na umaabot sa taas na 30-40 m Ang mga sanga (mga pahabang shoots) sa puno ay nakaayos sa mga whorls, na natatakpan ng sessile, spirally arranged brown scaly dahon at nagtatapos sa ovoid, cone-shaped, brown buds. . Sa axils ng kaliskis-tulad ng mga dahon bumuo pinaikling mga shoots, kung saan tumutubo ang dalawang dahon - mga karayom. Ang isang pares ng Scots pine leaves, 3-8 cm ang haba, 1.5-2 mm ang kapal, na natatakpan ng isang kaluban sa base, ay gumagana (nabubuhay) sa loob ng 3-5 taon at nahuhulog kasama ang pinaikling shoot.
panlalaki bumps– spore-bearing spikelets (strobili), nabuo sa tagsibol sa base ng mga batang pinahabang shoots. Ang mga ito ay binuo sa isang karaniwang axis. Ang bawat indibidwal na kono ay 8–12 mm ang haba, dilaw o kulay pink, ay binubuo ng isang maikling baras ( mga palakol), kung saan ang mga pinababang dahon na nagdadala ng spore ay nakaayos nang paikot-ikot - microsporophylls. Sa ilalim ng microsporophylls mayroong dalawa microsporangia. Sa microsporangia - mga silid ng pollen, bilang isang resulta ng paghahati ng mga diploid na selula ng sporogenic tissue sa pamamagitan ng meiosis, ang mga haploid cell ay nabuo microspores. Sa turn, ang microspores ay nahahati sa pamamagitan ng mitosis at bumubuo ng isang apat na cell na cell. male gametophyte – pollen. Ang butil ng pollen ay naglalaman ng vegetative, generative(antiridial) at dalawa protalial mga selula. Ang mga selulang prothalial ay mga reserbang selula, samakatuwid, nahuhuli sa paglago pagkatapos ng ilang panahon, itinatalaga nila ang kanilang mga mapagkukunan sa pagbuo ng mga generative at vegetative na mga cell, mabilis na bumagsak at nawawala. Ang mga pollen cell ay napapalibutan ng dalawang lamad - ang panlabas, makapal - exine at panloob, banayad - intina. Sa dalawang lugar ang exine ay hindi nagsasama sa intine, na bumubuo ng mga pamamaga - mga air bag.
Kono ng babae bumps, 3-7 cm ang haba, lumilitaw sa mga dulo ng pinahabang mga shoots nang paisa-isa o sa mga grupo ng 2-3 piraso. Binubuo ng mga palakol, na kung saan ay spirally matatagpuan integumentaryo At buto kaliskis - megasporophylls(mga dahon na nagdadala ng spore ng babae). Mula sa itaas na bahagi kaliskis ng buto, sa kanilang base, mayroong dalawa primordium ng binhi, na sakop ng mga integumentary na kaliskis. Ang seed germ ay isang megasporogenous tissue - nucellus, napapalibutan ng nakatakip na tissue - integument. Sa tuktok ng mikrobyo ng binhi, na nakaharap sa axis ng kono, isang butas ang nananatili sa integument - ang daanan ng pollen ( micropyle).
Sa tagsibol (Mayo), pagkatapos mahinog ang pollen, ang microsporangia ng mga male cone ay bumukas at ang pollen ay dinadala ng hangin. polinasyon- Ito ang proseso ng pagpasok ng pollen sa micropyle ng seed germs. Sa panahon ng polinasyon, ang mga kaliskis ng mga babaeng cone ay bukas na bukas. Ang pollen ay dinadala ng mga agos ng hangin (hangin) sa pagitan ng mga kaliskis at dumidikit sa malagkit na likido na inilabas mula sa micropyle. Dahil sa pagkatuyo ng malagkit na likido, ang pollen ay iginuhit sa pamamagitan ng daanan ng pollen papunta sa nucellus. Pagkatapos ng polinasyon, ang micropyle ay nagiging overgrown, ang mga kaliskis ng babaeng kono ay malapit, at ang buong labas ng kono ay tinatakan (puno) ng dagta. Pagkatapos makipag-ugnayan sa nucellus vegetative cell tumutubo ang pollen dito tubo ng pollen. Generative ang cell ay pumapasok sa vegetative cell at gumagalaw sa apikal na bahagi nito. Sa susunod na 13 buwan, ang pollen tube ay dahan-dahang lumalaki sa nucellus, patungo sa hinaharap na babaeng gametophyte.
kanin. 40. Scheme ng life cycle ng Scots pine
kanin. 41. Life cycle ng Scots pine
Isang buwan pagkatapos ng polinasyon, isang nucellus cell - archesporial paghahati ng cell meiosis, na bumubuo ng apat na haploid megaspores. Tatlo sa kanila ang namatay, at ang ikaapat na megaspore, pinakamalayo mula sa micropyle, ay nagsisimulang lumaki. Ang pag-unlad nito sa megagametophyte(female gametophyte) ay nagsisimula anim na buwan pagkatapos ng polinasyon at nangangailangan ng isa pang anim na buwan upang makumpleto ang pagbuo nito. Sa panahong ito, pinapataas ng megaspore cell, sa pamamagitan ng mitotic division, ang bilang ng nuclei nito sa humigit-kumulang 2000. Sa 13 buwan pagkatapos ng polinasyon, ang megaspore cytokinesis– paghihiwalay ng isang multinucleated na cell ng mga cell wall na naglo-localize ng nuclei sa mga indibidwal na selula. Ang haploid tissue na nabuo ay tinatawag endosperm. Sa 13-15 na buwan pagkatapos ng polinasyon, dalawa o tatlong nabawasang mga selula ay nabuo mula sa mga selulang endosperm na mas malapit sa micropyle. archegonia Sa itlog sa gitna. Ang endosperm na may dalawang archegonia ay babaeng gametophyte(prothallus).
Sa panahon ng pagbuo ng babaeng gametophyte tubo ng pollen(vegetative cell) ay lumalaki sa pamamagitan ng nucellus at endosperm at pumapasok sa isa sa archegonia. Sa panahong ito generative Ang pollen cell sa loob ng vegetative cell (pollen tube) ay nahahati sa dalawang anak na selula - baog(selula ng binti) at spermatogenic(cell ng katawan). Pagkatapos nito, ang spermatogenic cell ay nahahati sa dalawa tamud. Ang pollen tube na may dalawang tamud sa gitna ay ganap na nabuo ang male gametophyte. Ang pagkakaroon ng pagtagos sa archegonium at naabot ang itlog, ang apikal na bahagi ng cell wall ng pollen tube ay nawasak, ang cytoplasm ay dumadaloy sa lukab ng archegonium, at ang isa sa tamud ay kumokonekta sa itlog, na bumubuo. zygote, ang ibang tamud ay namamatay. Ang proseso ng pagpapabunga ay nangyayari humigit-kumulang 13-15 buwan pagkatapos ng polinasyon. Karaniwan, ang mga fertilized na itlog (zygotes) ng lahat ng archegonia ay pinataba at nagsisimulang umunlad sa mga embryo (polyembryology), gayunpaman, bilang isang panuntunan, isang embryo lamang ang ganap na nabuo.
Ang susunod na anim na buwan (6 na buwan) pagkatapos ng pagpapabunga, ang pagbuo buto mula sa binhing mikrobyo: ang zygote ay nabubuo sa embryo, endosperm nananatili bilang isang storage tissue ng buto, ang integument ay bumubuo balat ng binhi na may hugis-pakpak na paglaki, ang nucellus ay ginugugol sa pag-unlad endosperm At embryo. Scots pine seeds, kulay itim, 4-5 mm ang diameter, na may lamad na hugis pakpak na paglaki ng seed coat na 12-20 mm ang haba, ganap na hinog noong Nobyembre-Disyembre, 18-21 buwan pagkatapos ng polinasyon. Ang mga babaeng cone ay nagiging mapurol na kulay abo-mapusyaw na kayumanggi hanggang kulay abo-berde kapag hinog na; bukas (buksan ang kanilang mga kaliskis nang malawak) mula Pebrero hanggang Abril at sa lalong madaling panahon mahulog.
Angiosperms o Namumulaklak na halaman - departamento ng mas mataas na mga halaman ng binhi, ang kakaiba nito ay ang presensya bulaklak- isang organ ng sekswal na pagpaparami kung saan ang mga dahon ng prutas (pistil) ay naglalaman ng mga buto. Ang isa pang tampok ng angiosperms ay ang pagbuo ng isang pitong-selula na babaeng gametophyte sa binhi ng binhi - embryo sac at pagpapabunga ng dalawang cell sa loob nito (isang itlog at isang gitnang diploid cell) - dobleng pagpapabunga. Kasama sa departamento ng angiosperm ang higit sa 250 libong mga species ng halaman.