САГОВНИКОВЫЕ
САГОВНИКОВЫЕ (Cycadophyta), отдел внешне похожих на пальмы растений, размножающихся семенами, которые образуются в шишковидных структурах (стробилах). Крупные сложные листья и плавающие жгутиковые сперматозоиды – общие черты с папоротниками, однако семена и шишки сближают саговниковых с хвойными, поэтому, как и последних, их принято включать в группу голосеменных растений. Особенно похожи своими листьями на папоротники представители рода Stangeria, который до выяснения особенностей размножения даже относили к папоротниковидным, а один из видов получил вследствие этой путаницы название S. paradoxa (стангерия парадоксальная). Обычно считается, что саговниковые произошли от папоротниковидных через промежуточную стадию семенных папоротников (Cycadofilicales), т.е. эволюционно они моложе обеих этих древних групп. Их ископаемые остатки прослеживаются на протяжении последних 180 млн. лет – до мезозойской эры, когда саговниковые были распространены повсеместно и доминировали в растительности жарких сухих областей. Развиваясь одновременно с динозаврами, они параллельно с ними дали гигантские формы. Самые крупные шишки среди современных растений, а возможно и вообще существовавшие когда-либо на свете, дает африканский саговник Encephalartos caffer: масса одной шишки превышает 40 кг. Кроме того, у саговников самые крупные в природе сперматозоиды: у вида Ceratozamia mexicana их можно видеть невооруженным глазом.
Все эти растения объединяют в одно семейство с девятью родами и примерно 100 видами. Все они не выходят в своем распространении за пределы тропиков и субтропиков. Ареал группы обширный и довольно своеобразный. Три исключительно американских рода – Ceratozamia, Dioon и Micricycas – встречаются только к северу от экватора, а четвертый – Zamia – произрастает от Флориды до Чили. Из родов Старого Света Bowenia и Macrozamia (в Австралии) и Encephalartos и Stangeria (в Африке) представлены только к югу от экватора, тогда как Cycas отмечен от Австралии до Японии. То, что область распространения саговниковых сокращается, особенно наглядно иллюстрирует род Microcycas, единственный вид которого сохранился только в кубинской провинции Пинар-дель-Рио. Даже в странах, где эти растения довольно обычны, они встречаются главным образом отдельными экземплярами или небольшими разрозненными группами, редко образуя обширные заросли. Растут они исключительно медленно. Возраст экземпляра Dioon edule высотой порядка 1,5 м оценивается примерно в 1000 лет.
Стебли.
Стволы древовидных саговниковых обычно неветвистые, хотя при их повреждении вблизи ран могут появиться почки, из которых развиваются крупные боковые ветви, придающие растению гротескную внешность. Обычно ствол низкий, толстый и покрыт, как чешуей, основаниями опавших листьев; правда, Macrozamia hopei достигает в высоту 18 м. У некоторых видов, особенно из рода Zamia, стебель почти или полностью подземный, сильно утолщенный, богатый крахмалом; на нем поочередно развиваются розетки листьев. Анатомически стебель состоит в основном из сердцевины и коры; камбий образует сравнительно мало ксилемы и флоэмы. У эволюционно продвинутых голосеменных типа хвойных, наоборот, большую часть массы ствола составляет древесина (ксилема).
Листья.
Саговниковые – единственные современные голосеменные со сложными листьями. Обычно они крупные, вечнозеленые, образующие обширную розетковидную крону. Листья хорошо адаптированы к запасанию воды: они толстые, кожистые и покрыты мощной восковой кутикулой. Как следствие, саговниковые хорошо приспособлены к засушливым местообитаниям. Присутствие их ископаемых остатков в определенных районах считается индикатором существования там в прошлые геологические периоды аридных условий.
Размножение.
Все саговниковые двудомные, т.е. на одних экземплярах развиваются только мужские репродуктивные структуры, на других – только женские. Переносимые ветром пыльцевые зерна (мужские гаметофиты) попадают на чешуи женских шишек и в конечном итоге проникают в специальную пыльцевую камеру на вершине семяпочки. Женский гаметофит внутри нее богат питательными веществами (эндоспермом), получаемыми из спорофита, и развивается как паразитическое поколение. Пыльцевое зерно прорастает внутрь семяпочки, также высасывая из нее питательные вещества, и достигает образующейся пыльцевой трубкой женского гаметофита. Обычно по этой трубке плывут два жгутиковых сперматозоида, которые сливаются с яйцеклетками, находящимися внутри архегониев, погруженных в ткань женского гаметофита. Яйцеклетка после оплодотворения развивается в зародыш, причем если в одной семяпочке оплодотворено несколько яйцеклеток, то из зародышей обычно выживает только один. Семя крупное и покрыто двуслойной кожурой: ее наружный слой мясистый, как правило ярко окрашенный (приспособление к распространению семян животными), а внутренний твердый, как косточка, защищающий эндосперм с зародышем. Последний питается эндоспермом, пока не разовьет функциональный корень и зеленые листья.
Экономическое значение саговниковых невелико. Из листьев собственно саговника (род Cycas) плетут венки. Из богатых крахмалом семян и стволов разных видов получают своеобразную пищевую муку – саго (откуда название растений), предварительно проведя термообработку сырья для разрушения содержащихся в нем ядовитых алкалоидов.
В Австралии виды рода Macrozamia опасны для скота, который травится их листьями. Многие саговниковые широко разводятся как декоративные растения.
Источник
Семя
Семя — генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев — семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.
Семенная кожура — обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие — семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс — набухание семени.
Эндосперм — запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).
В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют — щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
А точнее — кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
До момента, когда растение начнет фотосинтезировать — вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо — в эндосперме.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C — огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C — укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.
Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте — лук, конопля.
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток — стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник