Размножение голосеменных на примере сосны обыкновенной

Голосеменные растения размножаются семенами. Однако семена у них не образуются в таком органе как цветок и, созрев, не находятся в плоде. Такое происходит только у покрытосеменных. У голосеменных семена созревают на чешуях шишек и потом просто выпадают оттуда. Именно поэтому голосеменные так называются, их семена "голые".

Большинство голосеменных составляет такая группа растений, как хвойные (сосна, ель, лиственница и др.). Их размножение с помощью семян похоже. Поэтому, говоря о размножении голосеменных, обычно описывают размножение сосны обыкновенной, т. к. это наиболее распространенное растение.

У голосеменных существуют мужские и женские шишки. В мужских шишках созревают пыльцевые зерна, которые представляют собой часть мужского гаметофита, в котором, в свою очередь, в дальнейшем созревают спермии. В женских шишках образуется женский гаметофит, в котором образуются яйцеклетки.

Слово "гаметофит" означает, что в клетках такого образования содержится одинарный набор хромосом. Само растение из группы голосеменных представляет собой спорофит, т. е. в его клетках содержится двойной набор хромосом.

У большинства хвойных на одном растении есть как мужские, так и женские шишки. При этом они располагаются в разных местах веток. У сосны мужские шишки собраны в группы и находятся в основаниях веток, а женские располагаются по одиночке на концах веток. Мужские и женские шишки отличаются также по цвету и размеру. Женские крупнее.

У сосны пыльцевые зерна созревают в конце весны и высыпают из мужских шишек, разносятся ветром. Каждое пыльцевое зерно имеет два так называемых воздушных мешка. Это облегчает его вес и дает возможность дольше лететь на ветру. Далеко не всем пыльцевым зернам везет достигнуть женских шишек.

Тот факт, что на одном растении есть мужские и женские шишки еще не означает, что происходит самоопыление (то есть пыльца одного растения опыляет женские шишки своего же растения). Обычно происходит опыление шишек другого растения, то есть происходит перекрестное опыление.

В женской шишке сосны на каждой чешуйки располагается по два семязачатка. Всего в шишке много семязачатков, так у нее много чешуек. Когда пыльца попадает в шишку, ее внешние чешуйки смыкаются. Таким образом происходит опыление. Однако оплодотворения, то есть слияния спермия и яйцеклетки у сосны в первый год не происходит.

Через год в мужском гаметофите (пыльцевом зерне), который в прошлом году попал с помощью ветра в женскую шишку, развиваются два спермия. В женском гаметофите созревает яйцеклетка. Яйцеклетка сливается с одним из спермиев. Второй погибает. Происходит оплодотворение, в результате которого образуется зигота.

Зигота — это уже спорофит, так как содержит двойной набор хромосом. Один набор от мужского растения (от спермия), а другой — от женского (от яйцеклетки). Зигота делится и развивается в зародыш, — это новое растение, оно сочетает в себе признаки материнского и отцовского растения. Однако зародыш развивается внутри женского гаметофита, то есть за счет питательных веществ материнского растения. Женский гаметофит окружает зародыш клетками с питательными веществами, снаружи находятся защитные оболочки. Зародыш и все эти образования вместе называются семенем. Зародыш состоит из зародышевых корешка, стебелька, семядолей и почечки.

Семя у сосны созревает долго. Еще где-то год. Только на третий год после опыления женские шишки раскрываются и семена выпадают. У сосны они имеют дополнительные образования в виде крылышек, которые облегчают их перенос на дальние расстояния ветром.

Таким образом, в жизненном цикле голосеменных преобладает спорофит, представляющий собой само фотосинтезирующее растение. Гаметофит редуцирован и служит только для размножения, а питается за счет спорофита. Образование семени — это эволюционный прогресс. Ведь в нем содержится запас питательных веществ, а значит у зародыша больше шансов прорасти. Кроме того, голосеменным для оплодотворения не нужна вода, как папоротникам и мхам. Поэтому голосеменные более широко распространены.