Методика определения генеративных органов голосеменных

ТЕМА 4 МОРФОЛОГИЯ ГЕНЕРАТИВНЫХ ОРГАНОВ ГОЛОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ.

Задание

Методика работы с определителем

При определении родов и видов древесных растений по всходам используется определитель под общей редакцией В.Н. Сукачева «Определитель древесных пород». Методика работы с ним подобна работе при определении древесных растений по облиственным и безлистным побегам (см. работы №№ 1 и 2).

Дано: гербарные образцы

Требуется: используя методику определения и пользуясь определителем определить род и вид каждого образца и записать ступени определения (см. работы №№ 1 и 2).

Цель работы: ознакомление с морфологическими признаками генеративных органов голосеменных растений.

Материалы и оборудование: плакаты, гербарные образцы, определители.

Ход работы:

У голосеменных растений имеются специфические репродуктивные органы – микро- и мегастробилы, которые, в свою очередь, могут объединяться в констробилы. Цветки и плоды как таковые отсутствуют. Образованию семян предшествует «цветение» - образование микро- и мегаспор, которые выполняют роль цветков. Роль плодов выполняют шишки. «Цветки» голосеменных раздельнополые, ветроопыляемые, не имеют завязи, семяпочки открытые, плод не образуется, есть только семя.

Мужские, тычиночные (пыльниковые) цветки чрезвычайно разнообразны по характеру расположения, размерам и форме. Они собраны в стробилы желтого цвета, которые расположены в пазухах хвоинок у тиса, в тычиночных сережках у гинкго, состоят из черепитчато расположенных прицветников, окружающих тычиночную колонку у эфедры (рисунок 15).

Рисунок 15 – Генеративные органы: I гинкго двулопастный; II тис ягодный: 1 – побег с листьями и мужскими стробилами, 2 – побег с листьями и семяпочками, 3 – семя, 4 – семя в разрезе, 5 – листья, 6 – лист с одним сосудистым пучком

В микроспорангиях формируются микроспоры, которые начинают прорастать под оболочкой. Проросшие микроспоры – мужские гаметофиты, называются пыльцевым зерном, а их совокупность – пыльцой.

Микростробилхвойных часто называют мужским колоском, потому что он состоит из укороченной оси, на которой расположены сильно редуцированные микроспорофиллы с микроспорангиями (рисунок 16). Расположение микроспорофиллов у большинства хвойных спиральное (очередное), однако, у кипарисовых микроспорофиллы расположены всегда супротивно либо мутовчато. Форма микроспорофиллов хвойных очень различна. Мужские колоски после разлета пыльцы опадают.

Рисунок 16 – Строение мужских и женских стробилов сосны (I), ели (II), лиственницы (III) и пихты (IY): 1 – мужские стробилы, 2 – ось стробила, 3 – тычинки, 4 – семяпочки, 5 – кроющая чешуя, 6 – пыльца.

Исключительный интерес представляет строение макростробилов (женских стробилов ). У хвойных возникли компактные образования типа шишек сосны, ели, араукарии и др. Женские «цветки», представляющие собой небольшую шишечку (макростробил), состоят из центральной оси, на которой «сидят» кроющие чешуи. У большинства хвойных женские шишки состоят из большого количества кроющих и семенных чешуй, однако у можжевельников их 3-4, а у тиса всего одна. Это привело к тому, что у тисовых имеет место формирование одиночных, односемянных макростробилов. В пазухе каждой из них находится так называемая семенная чешуя, несущая на верхней стороне семязачаток или семяпочку (мегаспорангий) с окружающим его покровом - интегументом (рисунок 15).

Развитие семязачатка начинается с появлением срединного бугорка – нуцеллуса, внутри которого выделяется одна спорогенная клетка. Позднее она подвергается мейотическому делению и образует четыре неравноценные клетки – мегаспоры. Вслед за нуцеллусом из периферической меристемы возникают два бугорка, формирующие валик, который и образует интегумент с небольшим отверстием – микропиле или пыльцевходом.

С середины весны и до начала лета некоторое количество пыльцы, переносимое ветром, попадает между семенными чешуями и задерживается рыльцевыми расширениями края микропиле. Пыльцевые зерна засасываются выделяемой жидкостью и достигают верхушки нуцелуса, где и прорастают, формируя пыльцевую трубку. Она в течение нескольких недель или месяцев достигает архегония, доставляя к нему два спермия, один из которых оплодворяет яйцеклетку, а второй погибает. Поэтому в семени формируется лишь один зародыш. Женские шишечки после опыления растут и превращаются в полноценную шишку.

Шишка образуется из одревесневших и увеличенных женских «соцветий» - шишечек. Это морфомонизированный листостебельный побег, предназначенный для целей размножения.

При этом многочисленные деревянистые или кожистые семенные чешуи располагаются спирально вокруг стержня (у представителей семейства сосновых) и мутовчато (у представителей семейства кипарисовых). Созревают шишки в течение одного-трех лет. При достижении зрелости чешуи раскрываются, и крылатые семена вылетают из шишки, а у бескрылых семян шишки распадаются и на ветвях остаются только стержни шишек (пихта, кедр, лиственница и т.д.). У кедровых сосен шишки опадают нераскрывшимися, и семена выскальзывают из них. Пустые шишки могут опадать (ель) или в течении следующего года сидеть на ветке (сосна Банкса). Шишки различаются по форме и размерам (рисунок 17).

Поверхностные чешуи называются кроющими. Внутренние – семенными. Кроющие и семенные чешуи могут сливаться в одну. У сосен на чешуях шишек имеются своеобразные вздутия с колючками (апофиз).

2 3 4 5

1 11 10

6

7 8 9

11

13 15

14 17

Рисунок 17 – Шишки. 1 – шишкоягода можжевельника; 2,3 – лиственницы; 4 – сосна обыкновенная; 5 – биота восточная, 6 – туя западная; 7 – лжетсуга; 8 – ель колючая; 9 – сосна веймутова; 10 – сосна корейская; 11 – сосна крымская; 12 – ель восточная; 13 – сосна стланиковая; 14 - пихта кавказская; 15 – ель сибирская; 16 – ель обыкновенная; 17 – сосна сибирская.

Шишкоягода (рисунок 171) наблюдается у можжевельников и состоит из трехстрочных чешуйчатых мутовок, верхняя из которых после опыления закрывается и становится мясистой.

Семена имеющие вид плода формируются у головчатотиса, тиса, гинкго и т.д. У тиса семена окружены мясистой оболочкой, головчатотис имеет кисточковые семена.

Семяразвивается из семяпочки после оплодотворения яйцеклетки. Семена голосеменных лежат открыто на макроспоролистиках (семенных чешуйках). В семени голосеменных всегда имеется питательная ткань – эндосперм, образующийся до оплодотворения (так называемое простое оплодотворение).

Семена голосеменных очень разнообразны по величине и форме. Крупные семена с деревянистой кожурой бескрылые, а кожистые и перепончатые семена большинства хвойных снабжены одним крыловидным придатком или двумя небольшими крыльями.

По форме семена бывают яйцевидные, или продолговатые, нередко сплющенные. Размеры также широко варьируются от очень мелких (несколько миллиметров) до нескольких сантиметров.

Дата добавления: 2014-12-10