Вопрос № 8 Каково разнообразие и географическое распространение хвойных?

Примерно 1/3 всех видов хвойных составляют сосны. Сосны различаются друг от друга количеством хвоинок в укороченном побеге и их длиной. Например, у сибирской сосны, дающей кедровые орешки, пять хвоинок. В Сибири и на Дальнем Востоке, где они растут, население называет их кедрами, что неправильно.

Настоящие кедры в России в диком состоянии не произрастают.

Кедр – священное дерево в Индии и Ливане. Высота этого могучего вечнозеленого растения достигает 50 м, а периметр ствола – 7 м. Крона кедра шатровидная. Хвоинки темно–зеленые, иногда с голубым оттенком, расположены поодиночно или собраны в пучки по 30–40, живут 4–6 лет. Шишки яйцевидные, направлены вверх, созревают на второй–третий год.

Кедры произрастают в Малой и Передней Азии, на острове Кипр и в Гималаях, образуя горные смешанные леса с лиственницей и можжевельником на высотах от 1 300 до 2 тыс. м.

Ель. В диком виде произрастает в умеренном поясе Ев­разии и Северной Америки. Это важнейшая лесообразую­щая порода. Ствол прямой, крона конусовидная. Хвоя че­тырехгранная, острая. Шишки свисающие, длиной до 15 см.

Пихта. В диком виде растет в Сибири, на Урале, Кавка­зе, Карпатах. Немного похожа на ель, но хвоя плоская (у ели четырехгранная), а шишки стоят, как свечи (у ели сви­сают). Лиственница. В диком виде встречается в Сибири, где образует светлохвойные лиственничные леса. Хвоя собрана в пучки, мягкая, ежегодно сменяется. Лиственница часто разводится в городах.

Можжевельник обыкновенный. Охраняемая, медленно растущая и во многих районах исчезающая древесная по­рода. Шишки с очень сочными чешуями, похожи на ягоды. Ароматная древесина.

Кипарис. Хвоя не игольчатая, а в виде чешуек. Растет в Крыму и на Кавказе.

Туя. Встречается в диком виде в средних широтах, но также распространены культурные и декоративные виды. Похожа на кипарис, но побеги кажутся сплюснутыми.

Среди хвойных есть настоящие рекордсмены.

Так, сек­войя вечнозеленая (США, районы близ Тихого океана) — самое высокое дерево мира — достигает 120 м, диаметр ствола 10-12 м), продолжительность жизни — 3-4 тысячи лет.

Пихта Нордманна (Кавказ) — самое высокое дерево в России, до 60 -70 м.

Сосна остистая (США. Калифорния) — самое долгоживущее дерево мира, продолжительность жизни почти 5000 лет.

Хвойные деревья и кустарники – растения, предпочитающие умеренно теплый климат, для комфортного существования которых, главным образом, необходимо своевременное и обильное увлажнение. Поэтому в естественных условиях они растут в климатически умеренном поясе. Но на границе с севером распространены в основном древесные Хвойные, где температура июля достигает +10° С.

Двигаться дальше на север хвойные леса не могут, потому что в более холодных зонах нормальному развитию хвойных деревьев мешает многолетняя мерзлота почвы. В летнее время в таких широтах почва оттаивает лишь тонким слоем сверху и это препятствует корневой системе деревьев добывать из почвы необходимое количество питательных веществ и влаги. Но вдоль ручьев и рек, где под действием воды почва оттаивает сильнее, хвойные леса способны продвигаться несколько дальше на север. Тропический и субтропический климат недостаточно увлажнен для хвойных растений, и в этих местах хвойные можно встретить лишь в горах, где климатические условия соответствуют умеренному поясу.

Наибольшее количество Хвойных можно наблюдать в северном полушарии. Некоторые из этих деревьев, например, пихты, лиственницы, ели, сосны разрастаются там в бескрайние хвойные леса, нередко состоящие из одного либо двух-трех видов. В умеренных областях южного полушария: в Южной Америке, Австралии и Новой Зеландии хвойные также обильно распространены.

Большинство видов Хвойных (эндемичных), чье распространение может ограничиваться лишь небольшой территорией и большое количество древних видов Хвойных (реликтовых), которые на определенной территории могут называться пережитком флоры прошлых эпох, сосредоточены в Новой Гвинее, Восточной Австралии, Новой Зеландии, в Южном Чили, на тихоокеанском побережье Северной Америки, вдоль бассейна Тихого океана, в частности в Центральном и Юго-Восточном Китае, в Японии, на Тайване, Тасмании и Новой Каледонии.

Ученые это объясняют тем, что в области Тихого океана после мезозоя – эры, в которой Хвойные достигли своего величия максимального развития, климатические условия подверглись минимальным изменениям. При приближении к Тихому океану разнообразие видов и родов Хвойных просто поражает. Все Хвойные по своему значению, как в жизни человека, так и в природе стоят на втором месте после цветковых растений, но далеко впереди всех остальных групп высших растений.

 

 

Вопрос № 9 Какие особеснности строения хвойных позволяют им домироватъ над цветковыми в ростителъных сообществах холодных районов умеренной зоны?
Для защиты от неблагоприятных условий у них на побегах появились почки — зачатки побегов, покрытые слоем почечных чешуй, и возник особый способ размножения — размножение семенами. При оплодотворении яйцеклеток спермием водная среда не нужна. Доставку спермия к яйцеклетке осуществляет пыльцевая трубка. Именно поэтому образовалось множество видов голосеменных растений, которые освоили даже засушливые и холодные места обитания на планете, постепенно вытесняя отовсюду споровых предков.

Доставка спермия к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки (а не воды) и появление семян с большим запасом питательных веществ — огромный прогрессивный шаг в развитии растительного мира, обеспечивший широкое распространение голосеменных растений в наземно-воздушной среде.

Вопрос № 10 Основные эволюционные этапы становления семени голосеменных.

Легендарный каменноугольный период завершился, когда геологические процессы усложнили рельеф планеты, смяв ее поверхность в складки и расчленив горными хребтами. Низинные болота были погребены под мощным слоем смываемых со склонов осадочных пород. Материки изменили свои очертания, потеснив море и отклонив от прежнего курса океанические течения, местами начали расти ледниковые шапки, а огромные пространства суши покрыл красный песок. Гигантские папоротники, плауны и хвощи вымерли: их споры не были приспособлены к более суровому климату, а попытка перейти к размножению семенами оказалась слишком слабой и неуверенной.

Первые настоящие семенные растения. Каменноугольные леса гибли и засыпались все новыми слоями песка и глины, но некоторые деревья выжили благодаря тому, что сформировали крылатые семена с прочной оболочкой. Такие семена могли распространяться быстрее, дольше, а значит и на более далекие расстояния. Все это повышало их шансы найти благоприятные для прорастания условия или дождаться, когда они наступят.

Семенам суждено было революционизировать жизнь на Земле в начале мезозойской эры. К этому времени печальной участи прочей каменноугольной растительности избежали два типа деревьев – саговниковые и гинкговые. Эти группы начали совместно заселять мезозойские континенты. Их крылатые семена путешествовали по горным долинам, перелетали через безжизненные скалы, прорастали на песчаных участках между камней и среди аллювиального гравия. Вероятно, осваивать новые места им помогали мелкие мхи и папоротники, пережившие смену климата на планете на дне оврагов, в тени утесов и по берегам озер. Они удобряли почву своими органическими остатками, готовя ее плодородный слой для поселения более крупных видов.

Горные хребты и обширные равнинные участки оставались голыми. Два типа «пионерных» деревьев с крылатыми семенами, расселившись по планете, были привязаны к влажным местам, поскольку их яйцеклетки оплодотворялись жгутиковыми, активно плавающими сперматозоидами, как у мхов и папоротников.

У саговников и гинкго мегаспоры не рассеиваются родительским растением, а остаются на нем, превращаясь в семена, однако сперматозоиды подвижны, поэтому для оплодотворения нужна сырость. Внешнее строение этих растений, особенно их листьев, тоже сближает их с папоротниковидными предками. Сохранение древнего способа оплодотворения плавающими в воде сперматозоидами привело к тому, что несмотря на относительно выносливые семена продолжительная засуха оставалась для этих растений непреодолимой проблемой, и завоевание суши приостановилось.

Будущее наземной растительности обеспечили деревья другого типа, росшие среди саговников и гинкго, но утратившие жгутиковые сперматозоиды. Это были сохранившиеся до наших дней араукарии (род Araucaria), хвойные потомки каменноугольных кордаитов. В эру саговников араукарии стали образовывать огромные количества микроскопических пыльцевых зерен, соответствующих микроспорам, но сухих и плотных. Они переносились ветром к мегаспорам, точнее к образовавшимся из них семяпочкам с яйцеклетками, и прорастали пыльцевыми трубками, доставлявшими к женским гаметам неподвижные спермии.