Пыльца имеет две оболочки - экзину (наружную) и интину (внутреннюю). Оболочки расходятся, образуя воздушные мешки.
Семена разного размера и формы. Многие имеют крылья для распространения ветром. Сочный покров семян подокарпусов, тиса и др. поедается некоторыми животными.
Основные особенности жизненного цикла хвойных:
От опыления до оплодотворения проходит год и более. Характерно опыление ветром.
От оплодотворения до созревания семян проходит год и более.
Эндосперм гаплоидный - редуцированный женский гаметофит.
Образуется пыльцевая трубка, растущая от микропиле к яйцеклетке.
Семя состоит из семенной кожуры (покровы семезачатка, 2n), зародыша нового спорофита (2n), эндосперма (n)(см.рис.).
В современной флоре распространены представители порядков араукариевые, подокарповые, сосновые (ель, пихта, сосна, лиственница), кипарисовые (секвойядендрон, секвойя, болотный кипарис, кипарис, можжевельник) и тиссовые (тисс ягодный).
Отдел покрытосеменные растения
Развитие покрытосеменных растений явилось новым этапом в эволюции растительного мира. Это самый молодой из всех отделов, отличающийся большим разнообразием видов и широким распространением. Больше половины видов, растущих на земном шаре, принадлежит к покрытосеменным растениям. Для покрытосеменных характерны следующие особенности в строении и развитии:
возникновение нового органа -- пестика, под защитой которого внутри завязи развиваются семяпочки;
при созревании семян из завязи образуется плод, защищающий семя от внешних воздействий, отсюда и название -- покрытосеменные;
дальнейшее упрощение полового поколения привело к почти полной редукции женского заростка, мужской заросток представлен двумя клетками;
новый процесс двойного оплодотворения приводит к образованию одновременно с зародышем вторичного эндосперма.
возникновение околоцветника обеспечило лучшую защиту пыльцы в тычинках и семяпочек в завязи и способствовало развитию опыления насекомыми.
Усложнение в строении древесины привело к образованию новых проводящих элементов -- сосудов.
Большая изменчивость вегетативных органов способствовала возникновению большого формового разнообразия их и заселению ими пространств с различными условиями местообитания -- от пустынь до водной среды.
Цикл развития у покрытосеменных проходит следующим образом.
Из зародыша семени вырастает растение с корнями, стеблями, листьями, на котором в определенном возрасте в период цветения образуются цветки. Самые существенные части цветка -- тычинки и пестики. Околоцветник (чашелистики и лепестки) защищает их от высыхания, от избыточной влаги во время дождя и. росы и привлекает насекомых-опылителей.
В пыльниках тычинок находится ткань археспория, клетки которой делятся редукционно затем кариокинетически, и из каждой материнской клетки археспория образуются четыре гаплоидные клетки пыльцы.
Дальнейшее развитие их происходит уже на поверхности рыльца, где пыльца делится, и образуются два ядра, одно остается ядром большой, так называемой вегетативной клетки пыльцы, второе становится ядром маленькой голой антеридиальной клетки, погруженной в цитоплазму большой клетки. Пыльца прорастает, и цитоплазма вегетативной клетки вместе с ядром перетекает в пыльцевую трубочку, увлекая за собой антеридиальную клетку, которая делится и образует два удлиненных неподвижных спермия (мужские гаметы).
Семяпочка состоит из многоклеточной ткани нуцеллуса, покрытого двумя покровами, образующими пыльцевход. Одна из клеток нуцеллуса разрастается, делится редукционно, затем кариокинетически и образует четыре гаплоидные клетки, из которых три отмирают, четвертая увеличивается в размерах и превращается в зародышевый мешок. В результате трехкратного деления его ядра образуются восемь ядер, вокруг шести из них обособляется цитоплазма и возникают голые клетки, два ядра сходятся в центре, сливаются и превращаются в диплоидное вторичное ядро зародышевого мешка. Три гаплоидные клетки располагаются в зародышевом мешке ближе к пыльцевходу, образуют яйцевой аппарат, состоящий из двух клеток-спутниц -- синергид и одной, более крупной яйцеклетки. В противоположной части зародышевого мешка помещаются три гаплоидные голые клетки -- антиподы.
При типичном для покрытосеменных двойном оплодотворении содержимое пыльцевой трубки попадает в зародышевый мешок и первый спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу (диплоидную), которая развивается в зародыш. Второй спермий сливается с вторичным ядром зародышевого мешка (диплоидным) и образуется новое триплоидное ядро. После деления этого ядра с тройным набором хромосом образуется ткань вторичного эндосперма с запасом питательных веществ. Во время формирования зародыша семяпочка превращается в семя, завязь -- в плод.
В цикле развития покрытосеменных растений происходит также чередование двух поколений: полового и бесполого. Пыльца, образующаяся, как и у голосеменных, после редукционного деления клеток археспория в пыльниках, соответствует микроспоре (гаплоидная клетка), и с нее начинается развитие мужского полового поколения.
Мужской гаметофит состоит из двух клеток: вегетативной клетки -- примитивного мужского заростка, и антеридиальной клетки, являющейся антеридием. Спермии -- гаметы соответствуют сперматозоидам, но отличаются неподвижностью.
Развитие женского полового поколения начинается с редукционного деления одной из клеток нуцеллуса и образования гаплоидной клетки --зародышевого мешка, являющейся макроспорой покрытосеменных. В макроспоре -- зародышевом мешке заросток состоит всего из трех клеток-антипод, а яйцевой аппарат является остатками архегония, от которого у покрытосеменных остались только две клетки -- синергиды и яйцеклетка (гамета). При слиянии спермия с яйцеклеткой развитие полового поколения (гаметофита) заканчивается и с образования зиготы (диплоидной клетки) начинается развитие нового, бесполого поколения -- спорофита, вначале зародыша, затем всего растения, все органы которого имеют диплоидные клетки. В пыльниках и семяпочках цветков после редукционного деления снова начинается развитие полового поколения.
Большая часть систем делит отдел покрытосеменных на два класса: двудольные и однодольные. К классу двудольных относятся растения, у которых зародыш имеет две семядоли, листья с перистым жилкованием, первичное строение стебля характеризуется открытыми сосудисто-волокнистыми пучками, расположенными кругами, корень стержневой, цветок четырех-пятичленный.
К классу однодольных относятся растения, у которых зародыш имеет одну семядолю, листья с дугонервным или параллельнонервным жилкованием, стебель в первичном строении содержит закрытые сосудисто-волокнистые пучки, корень мочковатый, цветки трехчленные. Наиболее древними считаются двудольные растения, от примитивных форм которых когда-то отделилась ветвь однодольных, достигшая в своей эволюции не менее сложных форм, чем двудольные.
Таким образом, у покрытосеменных господствующим является бесполое поколение, а половое развивается на бесполом. Вторичный эндосперм, клетки которого имеют ядро с тройным набором хромосом, нельзя отнести ни к спорофиту, ни к гаметофиту. Эта своеобразная ткань свойственна только покрытосеменным.
Заключение
семенной двудольный споровый растение
При сравнении циклов развития высших споровых и семенных растений видно, что всем им свойственна непрерывная смена поколений: полового поколения -- бесполым, бесполого поколения -- половым. Эти поколения различаются по сложности строения, размерам, образованию на половом поколении гамет, на бесполом -- спор и по числу хромосом в ядрах их клеток (гаплоидные или диплоидные ядра). Переход одного поколения в другое осуществляется двумя процессами: слиянием гамет, ведущим к образованию диплоидной клетки -- зиготы, и редукционным делением ядра, ведущим к образованию гаплоидных спор. Эти процессы определяют границы поколений и приводят к возникновению в первом случае диплоидного бесполого, во втором гаплоидного полового поколения.
Чередование поколений хорошо выражено во всех отделах растений, но господство и степень развития этих поколений в разных отделах разное, что в большой степени связано с условиями их жизни. У мхов господствующим является половое поколение, само растение, на нем развиваются половые органы с гаметами. Процесс оплодотворения их происходит только при наличии воды, поэтому мхи растут обычно в сырых условиях и не достигают больших размеров. Периодически их заросли бывают насыщены водой, по которой сперматозоиды и передвигаются к яйцеклеткам. Бесполое поколение мхов, ножка и коробочка развиваются на половом поколении.
У голосеменных господствует бесполое поколение (само дерево), оно достигает большой сложности и значительных размеров. Все развитие микроскопического женского полового поколения происходит на бесполом поколении под защитой семяпочки, а опыление ветром обеспечивает перенесение пыльцы и возможность оплодотворения. Образование семян и опыление ветром способствовало расселению голосеменных в более разнообразные условия обитания.
У покрытосеменных также господствует бесполое поколение отличающееся большей сложностью и разнообразием строения (само растение). Микроскопическое женское половое поколение полностью развивается на бесполом поколении под защитой пестика. Опыление ветром и насекомыми еще более надежно обеспечивает перенос пыльцы, а следовательно, и оплодотворение яйцеклетки. Разнообразие в строении вегетативных органов, образование семян и плодов способствовали расселению покрытосеменных в самые различные места обитания. Бурное развитие покрытосеменных растений изменило облик растительности земного шара. Однообразные и однотонные заросли папоротникообразных и голосеменных сменились растительностью яркой и разнообразной по окраске листвы, цветков и плодов из представителей покрытосеменных.
В настоящее время покрытосеменные занимают господствующее положение в растительности суши. Они обеспечили развитие животного мира, особенно млекопитающих и птиц, так как служат им кормовой базой. Одновременно с развитием покрытосеменных растений развивались некоторые группы насекомых, что привело к большой взаимной приспособленности цветков и насекомых-опылителей.
Исключительное значение покрытосеменные растения имеют в жизни человека, обеспечивая его пищей и материалами растительного происхождения. По мере дальнейшего всестороннего изучения их значение это будет увеличиваться.